浅谈CommandBuffer

一、CommandBuffer的概念

在Unity引擎中，CommandBuffer(命令缓冲区)是一个用于收集绘制和计算命令的对象，可以和Unity自身的渲染管线进行交互，而无需编写独立的脚本。它可以用于实现动态渲染技术，例如延迟渲染、后效渲染、物理模拟等等。

单个CommandBuffer对象由一系列命令列表组成，这些命令列表表示需要执行的图形和计算命令。每个命令列表可以包含多个渲染命令，例如绘制一组对象，设置各种渲染状态（例如DepthTest，CullMode等），进行后处理和设置全局渲染参数等。

可以使用CommandBuffer将一系列渲染和计算命令转换为单个、紧凑的对象，然后一次性提交给Unity的渲染管线执行，这可以显著提高游戏或应用程序的运行性能。

二、CommandBuffer的使用

CommandBuffer的使用有多种不同的方法，这里简要介绍一下最常用的方式。

1、创建和记录CommandBuffer：


    //创建CommandBuffer对象
    CommandBuffer commandBuffer = new CommandBuffer();
    //记录命令
    commandBuffer.ClearRenderTarget(true, true, new Color(0.2f, 0.3f, 0.4f));
    commandBuffer.DrawRenderer(renderer, material);

这里我们首先创建一个新的CommandBuffer对象，然后记录了两个命令：使用某种颜色清除当前渲染目标，然后绘制一个特定的渲染器并使用一个特定的材质进行渲染。

2、将CommandBuffer添加到摄像机中：


    //获取主相机
    Camera mainCamera = Camera.main;
    //将命令缓冲区添加到相机上
    mainCamera.AddCommandBuffer(CameraEvent.AfterSkybox, commandBuffer);

在这里，我们获取了场景中的主相机，并将CommandBuffer对象添加到在相机的AfterSkybox事件中，这表示CommandBuffer将在渲染天空盒之后执行。

3、提交CommandBuffer：


    //提交命令缓冲区
    Graphics.ExecuteCommandBuffer(commandBuffer);
    //清空命令缓冲区
    commandBuffer.Clear();

最后，我们调用“Graphics.ExecuteCommandBuffer”函数来提交命令缓冲区，并使用“commandBuffer.Clear”函数清空CommandBuffer，以便在下一帧之前可以使用它保存新的命令操作。

三、CommandBuffer的性能优化

为了最大程度地提高性能，我们需要在使用CommandBuffer时采取一些性能优化措施。以下是一些常用的优化方法：

1、减少CommandBuffer的使用

CommandBuffer的使用会产生一定的性能开销，因此应该尽可能减少CommandBuffer的创建和使用。如果必须使用CommandBuffer，请将它们转换为紧凑的单个对象。

2、尽可能避免CommandBuffer嵌套

由于CommandBuffer可以相互嵌套，如果不妥善使用，将可能导致额外的性能总开销。因此，在使用CommandBuffer时应尽量避免嵌套。

3、使用BeginSample和EndSample

通过在CommandBuffer中插入BeginSample和EndSample函数，可以更好地实现性能剖析，并检测和解决可能出现的性能问题。

4、使用材质属性块

如果需要在多个对象之间共享材质属性，可以使用材质属性块来更有效地传递这些属性，而无需为每个对象创建单独的材质。

四、CommandBuffer的应用场景

CommandBuffer可用于许多不同的应用程序，以下是其中的一些示例：

1、后处理

CommandBuffer使得执行后处理操作变得容易，包括模糊、边缘检测、颜色校正等等。通过在CommandBuffer中添加一个绘制命令，可以将一个完整的后处理通道添加到渲染管线中。

2、动态光照

通过CommandBuffer和Shader，可以轻松实现各种动态光照技术，例如延迟渲染，剪辑空间阴影等等。

3、物理模拟

CommandBuffer使得执行物理计算和模拟变得更容易，例如流体、布料、刚体等等。可以使用GPU进行计算，以提高性能。

五、总结

在本文中，我们详细介绍了Unity游戏引擎中的CommandBuffer对象，并讨论了如何使用它进行动态渲染。我们还介绍了一些CommandBuffer的最佳实践，以及为什么CommandBuffer在许多不同的应用程序中都非常有用。使用CommandBuffer并实现它的最佳实践，可以极大地提高游戏和应用程序的渲染性能。

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