前向渲染（Forward Rendering）和延迟渲染（Deferred Rendering）

前向渲染（Forward Rendering）

它的实现最贴合我们的思维逻辑，当我们渲染模型时，只需要关心画模型然后直接处理光照，让它自己去做深度测试，最后深度测试过的都显示在屏幕上。

1、对要渲染的物体进行遍历渲染出shadowmap

2、再遍历一遍上面要渲染的物体，根据shadowmap对每一个物体的像素进行光照计算

优点

很明显，就是简单，并且可以针对每个物体指定它的材质，因为每个物体都是独立渲染的。

缺点

1、由于依赖深度测试，如果物体是乱序的，可能会出现大量的像素光照计算都是浪费的。

2、不能支持光源数量较多的情况。所以我们一般有两种做法来处理多光源的情况，一种是一遍渲染多个光源，所有光照运算都在一个着色器中进行，因为一个着色器有指令数量的限制。另一种是多遍渲染多个光源，意思就是每多一盏灯，就多渲染一次模型，所以性能消耗也比较大。

延迟渲染（Deferred Rendering）

它的做法是在第一遍渲染模型的时候，不进行光照计算，直接将位置、法线深度、颜色等存到G-Buffer。很多人第一次接触G-Buffer这个名词都是一头雾水，其实就是创建多张和屏幕一样大的纹理，然后每张纹理的像素值分别用来存上面提到的这些数据。也就是说一次渲染，需要输出多张纹理，这跟前向渲染是不同的， 前向渲染只渲染到一张纹理上，这张纹理最终会渲染在屏幕上。而延迟渲染这多张纹理都不是最终结果，可以理解为只是用几张贴图存储一堆中间数据。

第二遍再根据G-Buffer的数据，进行光照计算，写入帧缓冲区

优点

处理完G-Buffer之后，其实每盏灯光就可以通过一个Drawcall的消耗去执行光照计算。第一遍处理完的G-Buffer是深度测试过的，不像前向渲染一样，有那么多光照计算的浪费。

缺点

1、最终的光照计算方式只能是一种，也就是其他文章提到的只允许一个材质，因为最终计算的时候只剩下一堆数据，不知道它们分别是谁的，所以只能无差别对待。而前向渲染可以每个模型一种计算方式。

2、不允许使用透明物件，因为最终G-Buffer只剩一个像素了，无法进行混合。不过可以在第二遍渲染完之后，用前向渲染的方式渲染透明物体。

3、不支持抗锯齿，意味着不能用MSAA，不过可以用FXAA进行后期处理

4、有些硬件不支持MRT(Multiple Render Targets 多重纹理目标)，也就是输出到多张纹理上实现G-Buffer的功能

5、G-Buffer需要比较大的带宽，有些硬件没不具备这个能力

6、由于光照计算本身性能消耗也不低，延迟渲染的光照计算其实等同于在做一次全屏的后处理，后处理其实对手机来说过于昂贵。而如果只有一盏灯的话，其实前向渲染省了这次额外的渲染。所以移动设备上延迟渲染的性能会比前向渲染的性能要差一些

Forward+ Shading

最近刷知乎的时候看到一篇文章结合了前向渲染和延迟渲染的优势，为前向渲染无法同时使用多灯光的问题提供了解决的方案。https://zhuanlan.zhihu.com/p/85615283

 

题外话

其实一开始接触光照模型、渲染路径、PBR啥的总被一些名词折腾得很懵逼，这里简单提一下，标准光照模型和PBR都属于光照模型，在前向渲染中主要负责像素着色器里的光照计算，而延迟渲染则负责第二遍对整个G-Buffer进行光照计算。渲染路径指的是整个渲染流程，先后干什么事，例如前向渲染和延迟渲染可以是渲染路径里的一个环节，还可以有其他的，例如渲染UI或者清屏之类的