Unity Shader #3 升级到 URP

这篇笔记主要写一下怎么把 Built-in RP 的 shader 文件升级成 URP 的写法。网上大多数 Shader 教程仍然是 Built-in 的，所以这套翻译规则实际上比想象中用得多。

结构

SubShader

在 Tags {} 中添加新的渲染管线 Tag，URP 才会认这个 SubShader。

Plain TextSubShader {
    Tags {
        "RenderPipeline" = "UniversalPipeline"
    }
}

LightMode 的取值也换了一套。Built-in 的 ForwardBase / ForwardAdd 在 URP 中统一成一个 UniversalForward，因为 URP 的前向渲染在同一个 Pass 内处理所有光源，不再为每盏额外光源跑一遍几何。常用的还有：

用途	Built-in	URP
主光照 Pass	`ForwardBase`	`UniversalForward`
额外光源	`ForwardAdd`	（并入 `UniversalForward`）
投射阴影	`ShadowCaster`	`ShadowCaster`
深度预通道	—	`DepthOnly` / `DepthNormals`
无光照附加 Pass	任意	`SRPDefaultUnlit`

没有匹配到已知 LightMode 的 Pass 会被 URP 直接丢弃，不会报错也不会渲染。描边这类附加 Pass 找不到原因不出现，九成是卡在这里。

CG Macro

将 CGPROGRAM / ENDCG 改为 HLSLPROGRAM / ENDHLSL，CGINCLUDE 改为 HLSLINCLUDE。

#include 文件的改动

常用的几个 #include 现在做如下改动。

Plain Text#include "UnityCG.cginc"
=> #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"

#include "Lighting.cginc"
=> #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Lighting.hlsl"

#include "AutoLight.cginc"
=> #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Shadows.hlsl"

Core.hlsl 会把 Common.hlsl、SpaceTransforms.hlsl 这些一起带进来，所以大多数时候只 include 它就够了。

内置辅助函数的替换

顶点坐标变换

Built-in	URP
`UnityObjectToClipPos(v)`	`TransformObjectToHClip(v)`
`UnityObjectToWorldDir(v)`	`TransformObjectToWorldDir(v)`
`UnityObjectToWorldNormal(v)`	`TransformObjectToWorldNormal(v)`
`mul(unity_ObjectToWorld, v)`	`TransformObjectToWorld(v.xyz)`
`UnityObjectToViewPos(v)`	`TransformWorldToView(TransformObjectToWorld(v))`
`UnityWorldSpaceViewDir(p)`	`GetWorldSpaceViewDir(p)`

URP 还提供了一个 VertexPositionInputs 结构，一次性把 object / world / view / clip 四个空间的位置都算出来，比手动逐个转换省事也省指令：

HLSLVertexPositionInputs positions = GetVertexPositionInputs(IN.positionOS.xyz);
VertexNormalInputs   normals   = GetVertexNormalInputs(IN.normalOS, IN.tangentOS);

OUT.positionCS = positions.positionCS;
OUT.positionWS = positions.positionWS;
OUT.normalWS   = normals.normalWS;

纹理采样

Built-in 的 sampler2D + tex2D 在 URP 里换成显式的纹理/采样器对，这样同一个 sampler 可以被多张贴图复用，省下宝贵的 sampler 槽位。

HLSL// Built-in
sampler2D _MainTex;
half4 c = tex2D(_MainTex, uv);

// URP
TEXTURE2D(_MainTex);
SAMPLER(sampler_MainTex);
half4 c = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, uv);

光照

_LightColor0 和 _WorldSpaceLightPos0 都没有了，改为向 URP 索要光源对象：

HLSLLight mainLight = GetMainLight(shadowCoord);
half3 lightDir   = mainLight.direction;
half3 lightColor = mainLight.color;
half  atten      = mainLight.distanceAttenuation * mainLight.shadowAttenuation;

// 额外光源需要自己遍历
uint count = GetAdditionalLightsCount();
for (uint i = 0; i < count; i++) {
    Light light = GetAdditionalLight(i, positionWS);
    // ... 累加
}

SRP Batcher 与 CBUFFER

这一条不是语法要求，但会直接决定性能：所有 per-material 的属性必须放进 UnityPerMaterial 常量缓冲区，否则这个 Shader 会被 SRP Batcher 排除，退回到逐材质 SetPass。

HLSLCBUFFER_START(UnityPerMaterial)
    float4 _MainTex_ST;
    half4  _BaseColor;
    half   _Smoothness;
CBUFFER_END

要求也很死：CBUFFER 里变量的声明顺序和类型必须在所有 Pass 中完全一致，而且不能包含贴图本身（只能放 _MainTex_ST 这类伴随属性）。改完之后在 Inspector 里把 Shader 展开，顶部会显示 "SRP Batcher: compatible"，那才算过关。

接收阴影

URP 的阴影需要显式开启关键字，否则采样出来永远是 1（全亮）。

HLSL#pragma multi_compile _ _MAIN_LIGHT_SHADOWS
#pragma multi_compile _ _MAIN_LIGHT_SHADOWS_CASCADE
#pragma multi_compile _ _SHADOWS_SOFT
#pragma multi_compile _ _ADDITIONAL_LIGHTS

然后在片元里取阴影坐标：

HLSLfloat4 shadowCoord = TransformWorldToShadowCoord(positionWS);
Light  mainLight   = GetMainLight(shadowCoord);
half   shadow      = mainLight.shadowAttenuation;

一份迁移检查清单

RenderPipeline Tag 加了吗？
LightMode 换成 URP 认识的值了吗？
CGPROGRAM → HLSLPROGRAM？
include 换成 URP 的 ShaderLibrary 了吗？
坐标变换和纹理采样的宏都换过来了吗？
材质属性进 UnityPerMaterial 了吗？Inspector 里确认 SRP Batcher 兼容。
需要阴影的话，multi_compile 关键字加了吗？
需要被后处理/深度用到的话，DepthOnly Pass 补了吗？

前四条不做，Shader 会直接变紫或不渲染；后四条不做，Shader 能跑，但性能或表现会悄悄退化——这类问题反而更难查。

结构