1 核心思路#

把渲染拆成两趟：

1
Pass 1（GBuffer Pass）：渲染所有物体的几何属性到多张纹理
2
    → 不计算任何光照
3
    → 输出：GBuffer（一组 Render Target）
4

5
Pass 2（Lighting Pass）：对屏幕上的每个像素，用 GBuffer 里的属性 + 所有光源，计算最终颜色
6
    → 这是一个全屏四边形（Fullscreen Quad）+ 一个 Pixel Shader

2 GBuffer 里存什么#

UE 的 GBuffer 布局（简化版）：

5 张纹理，每张和屏幕一样大。 GBuffer 的显存占用是 1920×1080 × 5 × 4 bytes ≈ 40MB。不高——但对移动端可能已经是预算瓶颈。

3 Lighting Pass 的优势#

每个像素只需要跑一次像素着色器（不是 N×M 次）。在这一次里，遍历所有光源：

1
float3 GBuffer_Decode(Texture2D GBufferA, Texture2D GBufferB, ...) {
2
    float3 BaseColor = GBufferA.Sample(Sampler, UV).rgb;
3
    float Metallic   = GBufferB.Sample(Sampler, UV).r;
4
    float Roughness  = GBufferB.Sample(Sampler, UV).g;
5
    float3 Normal    = GBufferC.Sample(Sampler, UV).rgb;
6
    float  Depth     = SceneDepth.Sample(Sampler, UV).r;
7
    // 从 Depth 重建世界空间位置
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    float3 WorldPos = ReconstructWorldPos(UV, Depth);
9
    return PBR_DirectLight(Normal, CameraDir, LightDir, ...);
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}
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// 对屏幕上的每个像素（全屏 Quad）：
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float3 color = GBuffer_Decode(...);
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for (每个光源) {
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    color += CalcLight(GBufferData, Light);
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}

关键收益：光照计算只发生在最终可见的像素上。被深度测试淘汰的像素（被挡住的物体），根本不会进 Lighting Pass。前向渲染可能为一个最终被挡住的物体跑了全套光照计算，都浪费了。

1 半透明物体不兼容#

GBuffer 一个像素只能存一个面的属性。半透明物体需要混合多个面——不能只靠 GBuffer。UE 的解决：半透明走独立的前向渲染 Pass。

当一个画面同时有不透明和半透明物体时，引擎实际上在跑两套管线。

2 材质多样性受限#

因为 GBuffer 格式是固定的（BaseColor + Metallic + Roughness + Normal），无法为每种特殊材质（皮肤、头发、布料）定制额外的属性存储。Engine 的 Shading Model 枚举本质上就是”你选哪种解码 GBuffer 的方式”——UE 支持 DefaultLit、ClearCoat、Subsurface 等几种，但无法无限扩展。

3 MSAA 不兼容#

延迟渲染无法使用硬件 MSAA（因为 GBuffer 是多张纹理，硬件 MSAA 是按像素为单位工作的，不好对多张纹理同时做 resolve）。UE 统一用 TAA（时间抗锯齿）。

4 带宽#

1920×1080 的 GBuffer 写入（5 张纹理 × 每个像素 16-32 bytes ≈ 40-80MB 每帧）在高端 PC 上问题不大，但在移动端的 Tile-Based GPU 上——把这么多数据写出到显存再读回——是巨大的带宽浪费。这就是移动端普遍不用延迟渲染的原因。

1 为什么要有 Forward+#

移动端没法接受 GBuffer 的带宽。能不能保留前向渲染的简洁性，同时解决”每个物体遍历所有光源”的问题？

Forward+ 的做法：在渲染前，先把屏幕切成 Tile（如 16×16 像素的格子），对每个 Tile 预计算”哪些光源影响这一 Tile”：

1
CPU/Compute Shader: 对每个 Tile：
2
  → 用 Tile 的深度范围构建一个子视锥体
3
  → 检查哪些光源的包围球和这个子视锥体相交
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  → 输出：每个 Tile 的光源列表（Light Grid）
5

6
前向渲染：
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  → 每个像素执行时，只遍历自己 Tile 的光源列表
8
  → 而不是全局光源列表

和前向渲染的对比：

• 传统 Forward：每个像素 × 全局光源列表（100 个光源全跑一遍）
• Forward+：每个像素 × 本 Tile 光源列表（通常 5-10 个光源）

和延迟渲染的对比：

• Deferred：GBuffer（大带宽）+ 一个全屏 Lighting Pass
• Forward+：无 GBuffer（低带宽）+ 每个像素只跑自己 Tile 的光

Forward+ 是移动端多光源场景的标配方案（因为避免了 GBuffer 的大带宽写入）。

2 UE 的 Forward Shading#

UE 支持 Forward Rendering 模式（在 Project Settings 中切换 Forward Shading）。在这个模式下：

• 不存储完整 GBuffer
• 支持 MSAA（移动端 VR 的硬需求）
• 牺牲多光源支持，换取更低的显存带宽