前向渲染 和 延迟渲染
在计算机图形学中，前向渲染（向前渲染/Forward Rendering）和延迟渲染（Deferred Rendering）是两种主流的渲染管线技术，核心区别在于 “光照计算的时机与方式”—— 前者在 “绘制物体时” 同步计算光照，后者先 “记录物体信息” 再统一计算光照。在Unity里面相机就可以设置不同的渲染方法
一、前向渲染（Forward Rendering）
前向渲染是最传统的渲染方式，遵循“逐物体、逐像素”的光照计算逻辑，流程接近人眼的观察顺序。
工作流程：
几何阶段：将3D物体通过顶点着色器变换到屏幕空间（投影、裁剪等）。
光照计算：对每个物体，遍历所有影响它的光源，逐像素计算光照（漫反射、镜面反射、环境光等），最终将颜色输出到帧缓冲（Frame Buffer）。
覆盖与混合：若物体有重叠（如不透明物体），后渲染的物体会覆盖先渲染的；半透明物体需按深度排序，从后往前渲染并混合颜色。
核心特点：
简单直接：逻辑符合“先画物体，再算光照”的直觉，易于实现。
多光源效率低：每个物体需为每个影响它的光源单独计算光照（例如一个物体被5个光源照射，需5次像素着色计算），光源数量增加时性能显著下降。
适合简单场景：对内存和显存需求低（无需额外缓冲），适合光源较少、物体简单的场景（如早期3D游戏、移动端轻度应用）。
支持复杂特效：半透明、体积光（如光线追踪前的传统光线投射）等需要逐像素处理的特效更容易集成。
二、延迟渲染（Deferred Rendering）
延迟渲染通过“分离几何信息与光照计算”优化多光源场景的性能，核心思想是“先记录物体信息，再集中计算光照”。
工作流程：
几何缓冲阶段（G-Buffer Pass）：
首先将物体的几何信息（位置、法线、材质属性如漫反射颜色、高光系数等）渲染到多个纹理（称为G-Buffer，通常包括：位置缓冲、法线缓冲、漫反射缓冲、材质缓冲等）。这一步仅处理“哪些物体存在”和“它们的基础属性”，不涉及光照。
光照计算阶段（Lighting Pass）：
遍历屏幕上的每个像素，利用G-Buffer中存储的几何信息（如该像素的世界坐标、法线），结合所有影响该点的光源参数（位置、颜色、强度等），集中计算最终光照颜色，覆盖到最终帧缓冲。
核心特点：
多光源高效：光源只需在光照阶段全局计算一次（每个光源影响的范围通过屏幕空间遍历），光源数量大幅增加时（如数百个动态光源），性能下降远小于前向渲染。
内存/带宽消耗大：需要存储多个G-Buffer纹理（通常4-8个通道，分辨率与屏幕相同），对显存和带宽要求高（4K分辨率下，每个G-Buffer可能需要数GB显存）。
不直接支持半透明：半透明物体无法在G-Buffer中正确记录（因需要混合前后颜色），通常需单独用前向渲染处理。
特效扩展灵活：基于G-Buffer的几何信息，易集成SSAO（屏幕空间环境光遮蔽）、全局光照等需要屏幕空间计算的特效。
三、关键对比与适用场景
适用场景
1. 前向渲染适用场景
轻量级场景 / 移动平台：如 2D 游戏、简单 3D 游戏（如独立游戏、手游），光源数量少（1-3 个主光源），对显存和硬件要求低。
透明物体密集的场景：如大量粒子效果、玻璃 / 水等透明材质（无需额外处理，原生支持混合）。
需要复杂自定义材质的场景：如卡通渲染、非 PBR 材质（向前渲染允许每个物体用不同的光照模型，灵活性更高）。
老硬件兼容需求：如需要支持低配置 PC 或旧手机，向前渲染的低显存、低硬件依赖更有优势。
2. 延迟渲染适用场景
多光源复杂场景：如开放世界游戏（白天 / 夜晚多光源）、室内场景（大量点光 / 聚光）、特效密集场景（如爆炸、火焰的动态光源），光源数量可能达数十甚至上百个。
追求高画质的 PC / 主机游戏：如 3A 大作（PS5、Xbox Series X/S、高性能 PC），有足够显存支撑 G-Buffer，且需要多光源实现真实的全局光照、动态阴影等效果。
PBR 材质标准化场景：若游戏统一使用 PBR（基于物理的渲染），G-Buffer 可固定存储 PBR 所需的属性（位置、法线、粗糙度等），无需灵活材质支持。
