Unity SRP（ユニティエスアールピー）

2025年10月28日

Unity SRP（ユニティエスアールピー）

英語表記: Unity SRP (Scriptable Render Pipeline)

概要

Unity SRP（Scriptable Render Pipeline）は、Unityエンジンにおけるレンダリングパイプラインの構造と動作を、開発者がC#スクリプトを用いて完全に定義し、制御できるようにする革新的な仕組みです。従来の固定されたレンダリング手順から脱却し、プロジェクトの目的に合わせて描画処理の全てをカスタマイズ可能にした、まさにグラフィックス処理におけるハイレベルフレームワークそのものと言えます。この機能により、プラットフォームや要求されるビジュアル品質に応じた最適なGPU利用を実現できるようになりました。

詳細解説

Unity SRPは、「グラフィックス（GPU, GPGPU, レイトレーシング）」という大分類の中で、特に「シェーディング言語と API」の上に構築される「ハイレベルフレームワーク」として非常に重要な位置を占めています。

導入の背景と目的

従来のUnityのレンダリングパイプラインは、汎用性を重視した設計でしたが、その構造が固定されていたため、最新のグラフィックス技術の導入や、特定のプラットフォームでの極端な最適化が困難でした。例えば、モバイルデバイスでバッテリー消費を抑えたい場合や、PCで映画のような高品質なグラフィックスを追求したい場合、一つの固定された手順では限界があったのです。

SRPは、この問題を解決するために導入されました。開発者がレンダリングの「設計図」そのものをスクリプトとして記述することで、GPUへの描画命令の順序、シャドウマップの生成方法、ライティングの計算方法など、レンダリングの核心部分にまで踏み込んで制御できます。これは、シェーディング言語（HLSLなど）を使って個々のマテリアルの見た目を決めるだけでなく、それらのマテリアルが「いつ、どのように」画面に描画されるかという全体の流れを管理するということです。

主要なコンポーネント：URPとHDRP

SRPフレームワークの具体的な実装として、現在、主に二つの主要なパイプラインが存在します。これらは、開発者が目的に応じて選択できる「既製の高性能な設計図」です。

URP (Universal Render Pipeline: ユニバーサルレンダーパイプライン)
- 特徴：パフォーマンスと汎用性を最優先に設計されています。モバイル、VR、コンソール、PCなど、幅広いプラットフォームで安定した動作と効率的なGPU利用を目指しています。
- 位置づけ：リソースが限られた環境下で、効率良く描画命令をGPUに送るための、非常にバランスの取れたハイレベルフレームワークです。
HDRP (High Definition Render Pipeline: ハイデフィニションレンダーパイプライン)
- 特徴：最高品質のビジュアル表現を追求するために設計されています。物理ベースライティング（PBR）の高度な機能、レイトレーシング連携、高度なポストプロセスなど、PCや次世代コンソール向けのAAAタイトルレベルのグラフィックスを実現するためのフレームワークです。
- 位置づけ：GPUの能力を最大限に引き出し、フォトリアルな表現を達成するための、複雑かつ強力なハイレベルフレームワークです。

シェーディング言語との連携

SRPの真価は、シェーディング言語（ShaderLabや内部のHLSLコード）との連携にあります。開発者はSRPによって定義されたレンダリングパス（例：不透明オブジェクトの描画、半透明オブジェクトの描画）の中に、カスタムのシェーダーを組み込みます。

従来のAPIでは、シェーダーの実行順序がエンジン側で決められていましたが、SRPでは、どのタイミングで、どの設定でシェーダーを実行するかをC#スクリプトで細かく指示できます。これにより、GPUの処理負荷を分散させたり、不要な描画ステップを完全にスキップしたりといった、高度な最適化が可能になるのです。これは、まさに「シェーディング言語と API」を包括的に管理・制御する「ハイレベルフレームワーク」の役割を果たしています。

具体例・活用シーン

SRPは、単なる設定変更ではなく、グラフィックスの根本的な設計思想を変えるものです。

活用シーンの例

モバイルゲームの最適化: URPを使用し、さらにカスタムスクリプトでシャドウの描画距離を極端に制限したり、反射（リフレクション）計算を完全に無効化したりすることで、GPUの負荷を大幅に軽減し、バッテリー寿命を延ばします。
映画的な表現の追求: HDRPを使用し、カスタムのポストエフェクト（画面全体にかける特殊効果）を組み込むことで、特定のアニメーション映画や実写映画のような独特のトーンやカラーグレーディングを再現します。
非フォトリアルな表現: トゥーンレンダリングや水彩画のような表現を実現したい場合、標準のライティングモデル（PBR）を無視し、完全に独自のライティング計算を組み込んだカスタムパイプラインを作成します。

アナロジー：レンダリングという名のオーケストラ

Unity SRPを理解するための分かりやすい比喩として、「オーケストラの指揮者」を考えてみましょう。

従来の固定パイプラインは、楽譜（レンダリング手順）が最初から完璧に決められた「録音された演奏」のようなものです。速くて確実ですが、会場（GPU）の広さや聴衆（ターゲットプラットフォーム）の好みに合わせて演奏内容を変えることはできません。

一方、Unity SRPは「生演奏の指揮者」です。

指揮者（開発者）は、演奏の設計図（C#スクリプト）を自由に書き換えることができます。例えば、聴衆がモバイルユーザー（リソースが少ない）であれば、一部の楽器（シャドウや高度なエフェクト）の演奏をスキップさせ、全体のテンポ（フレームレート）を維持するように指示します。聴衆がハイエンドPCユーザー（リソースが豊富）であれば、すべての楽器を最高の音量と複雑さで演奏するように指示します。

この「指揮者」の役割を果たすのがSRPというハイレベルフレームワークです。個々の演奏者（シェーダー）がどれだけ素晴らしい音色（見た目）を出せるかはシェーディング言語にかかっていますが、その演奏をいつ、どのように、どれくらいの音量（負荷）で実行させるかを制御しているのがSRPなのです。これは、GPUという巨大なオーケストラを効率的かつ意図的に動かすための、非常に強力な管理システムと言えます。

資格試験向けチェックポイント

Unity SRPは、情報処理技術者試験の上位区分（応用情報技術者試験や、専門的な知識が問われる試験）において、モダンなグラフィックス技術やシステムの最適化に関する問題として出題される可能性があります。特に、グラフィックス（GPU）の効率的な利用という文脈で重要です。

ITパスポート/基本情報技術者試験（概念理解）:
- 「レンダリングパイプラインを開発者がカスタマイズできる仕組み」として、SRPの目的と役割を問われることがあります。キーワードとして「カスタマイズ性」「パフォーマンス最適化」が結びつくことを確認してください。
- SRPが、従来の固定パイプラインの制約を克服するために導入された技術であることを理解しておきましょう。
応用情報技術者試験（設計・最適化）:
- URPとHDRPの使い分け: プロジェクト要件（性能重視か、品質重視か）に基づき、適切なレンダリングパイプラインを選択する判断力が問われます。URPは汎用性と軽快さ、HDRPは高精細なビジュアル品質を担うことを覚えておきましょう。
- GPU負荷の制御: SRPがC#スクリプトによってGPUへの描画命令を制御することで、描画負荷を動的に調整し、フレームレートの安定化や省電力化を実現する仕組みとして出題される可能性があります。これは、システム設計における重要な最適化手法の一つです。
- ハイレベルフレームワークの役割: SRPが、低レベルなグラフィックスAPIやシェーディング言語の上に構築され、大規模なプロジェクトのグラフィックス全体を管理する抽象化レイヤーであることを理解することが重要です。