Разработка шейдеров постобработки для игр: кастомные эффекты

Кастомные шейдеры постобработки: полный цикл

Одна из частых задач в геймдеве — создать визуальный стиль, который не покрывается стандартными Volume Framework. Например, нужен кастомный bloom с управляемым threshold или стилизованное виньетирование. На одном мобильном проекте мы сократили затраты на рендеринг на 25% за счёт оптимизации шейдера с 4ms до 1.1ms — экономия бюджета составила около 30% по сравнению с типовым решением. Мы гарантируем, что каждый шейдер проходит профилирование на целевых устройствах и не ломает существующие эффекты вроде TAA. Свяжитесь с нами для консультации — мы подберём оптимальный подход.

Когда стандартных эффектов недостаточно?

Unity URP/HDRP и Unreal Engine предоставляют Volume Framework для постобработки, но у каждого есть зоны, где стандартные эффекты не покрывают потребности конкретного визуального стиля. В URP самая частая боль — отсутствие нативного поддержания кастомных пассов в Renderer Feature без глубокого понимания ScriptableRenderPass и порядка выполнения в RenderPassEvent. Разработчики вставляют кастомный Blit в AfterRenderingPostProcessing и получают эффект, который накладывается поверх URP-овского стека вместо интеграции внутрь него — в результате TAA и FXAA либо не работают с кастомным материалом, либо двоят артефакты. В HDRP ситуация другая: Custom Pass работает через CustomPassVolume, и если шейдер использует _CameraDepthTexture без явного объявления в TEXTURE2D + SAMPLER под HDRP-макросами, он просто рендерит чёрный экран на некоторых платформах — без предупреждений в консоли. Unreal-специфика — другая: постобработка через Material с доменом Post Process работает быстро до первого столкновения с r.PostProcessAAQuality и тем, как TAA взаимодействует с кастомными SceneTexture нодами. Если шейдер читает PostProcessInput0 без учёта jitter offset, на движущейся камере появляются ghosting, который выглядит как баг рендерера, хотя причина в шейдере.

Как избежать ghosting при кастомных эффектах?

Ghosting возникает из-за неучёта jitter offset в TAA-совместимых шейдерах. При вставке кастомного пасса в конвейер необходимо явно передавать разницу между предыдущим и текущим кадром. В Unity для этого используется _ScreenParams и _Jitter в случае URP, в Unreal — параметры из PostProcessSceneView. На этапе интеграции мы всегда проверяем, корректно ли шейдер обрабатывает субпиксельное смещение, и при необходимости добавляем компенсацию. Профилирование с помощью RenderDoc и сравнение с референсным кадром позволяют выявить такие артефакты до передачи в продакшн.

Как правильно разработать шейдер постобработки?

Пошаговая инструкция:

1. Анализ референса и постановка задачи — определяем, какой эффект нужен и на каких платформах.
2. Прототипирование в ShaderGraph или Material Editor — быстрая проверка гипотезы за 1–2 дня.
3. Написание HLSL/GLSL с учётом платформенных ограничений: для мобильных — mediump float, минимум сэмплов; для PC/консоли — multi-pass Blit и compute-шейдеры.
4. Интеграция в пайплайн: ScriptableRenderPass для URP, CustomPassVolume для HDRP, Post Process Material для Unreal. Обязательно выставляем правильный RenderPassEvent и проверяем совместимость с TAA.
5. Профилирование: RenderDoc, GPU Profiler, мобильные профайлеры. Оптимизируем до целевого FPS.

На одном из проектов — мобильная RPG в URP — заказчик хотел кастомный эффект «чернильного контура» поверх геометрии. Первый прототип через ScriptableRenderPass с Roberts Cross на depth давал 4ms на Adreno 650 при 1080p. После переписки на single-pass с упрощённым ядром и использованием _CameraDepthNormalsTexture вместо двух отдельных текстур — 1.1ms. Разница не в алгоритме, а в количестве текстурных фетчей. Получите консультацию нашего инженера — мы проанализируем ваш проект и предложим оптимальное решение.

Что входит в работу

Каждый шейдер поставляется с полным пакетом:

• Исходный код шейдера (HLSL/GLSL) с комментариями
• Интеграционный скрипт (ScriptableRenderPass / CustomPassVolume / Post Process Material)
• Инструкция по настройке параметров в Volume Framework
• Рекомендации по производительности для целевых платформ
• Поддержка на этапе внедрения (до 2 консультаций)

Этапы работы над шейдером

Сложные эффекты с несколькими пассами (например, volumetric fog через ray marching в постпроцессе или screen-space subsurface scattering) могут занимать 3–4 недели с учётом итераций.

Типичные ошибки при самостоятельной разработке

Большинство проблем — не в алгоритме, а в интеграции.

• Неправильный RenderPassEvent. Вставка кастомного пасса в BeforeRenderingPostProcessing без понимания того, что URP на этом этапе ещё не применил Color Grading — в результате LUT накладывается поверх кастомного эффекта, а не под ним.
• Игнорирование camera stacking. В URP при Overlay Camera кастомный ScriptableRenderPass, подключённый к Base Camera, не выполняется для Overlay — нужно регистрировать пасс в обоих Renderer Asset или использовать Universal Renderer с правильным флагом renderingLayerMask.
• Хардкод разрешения. float2(1.0/1920.0, 1.0/1080.0) в шейдере вместо _ScreenParams.zw - 1 — на устройствах с нестандартным разрешением или при dynamic resolution эффект ломается.
• Потеря HDR. Если эффект применяется после tonemap, а рассчитан для линейного HDR-буфера — цвета будут некорректные. Важно явно определить точку применения в пайплайне.