Shader山下（二十一）多重變體（Multiple Variants）

Shader山下（二十）編譯指令（Compilation Directives）介紹瞭如何使用編譯指令，本文就專文介紹一下多重編譯（multi_compile）指令。

咱們可使用multi_compile來爲shader建立多個稍微有點區別的shader變體。這個Shader被稱爲宏着色器（mega shader）或者超着色器（uber shader）。實現原理：根據不一樣的狀況，使用不一樣的預處理器指令，來屢次編譯Shader代碼。

在Unity裏面，可使用：

#pragma multi_compile

#pragma shader_feature

兩個指令來實現。適用於VF着色器和表面着色器。

運行時，會根據材質（Material）的關鍵字（Material的對象方法EnableKeyword和DisableKeyword）或者全局着色器關鍵字（Shader的類方法EnableKeyword和DisableKeyword）。

注：以前在Shader山下（十二）材質屬性繪製器裏，咱們已經介紹了多重編譯的運用

 

使用multi_compile指令：

#pragma multi_compile TEST_OFF TEST_ON

這樣會編譯兩個Shader變體，一個是TEST_OFF的版本，一個是TEST_ON的版本。運行的時候會根據材質關鍵之或者Shader全局關鍵字判斷應該使用哪一個，若是兩個關鍵字都爲false，那麼會使用第一個（TEST_OFF）變體。

咱們也能夠建立多個關鍵字：

#pragma multi_compile TEST_A TEST_B TEST_C TEST_D

或者只建立一個關鍵字，這時候就須要使用__來代替另外一個：

#pragma __ TEST_KEY_ON

這樣依然會生成兩個shader變體，一個啥都沒定義，另一個定義了TEST_KEY_ON。

咱們還能夠經過多行指令來組合關鍵字：​​​​​​​

#pragma multi_compile A B C

#pragma multi_compile D E

這樣就會生成六個shader變體（A+D、B+D、C+D、A+E、B+E、C+E）。可是這樣shader變體的數量就可能會變得不少，10行multi_compile，每行有兩個關鍵字，那麼就會有1024個shader變體。

除了multi_compile以外，還有另一個相似的指令shader_feature，惟一的區別在於shader_feature不會將不用的shader變體添加到程序中去。shader_feature更適用於材質的關鍵字，而multi_compile更適用於代碼設置的全局關鍵字。

示例：

#pragma shader_feature TEST_STUFF

這是下面這種寫法的簡寫形式：

#pragma shader_feature __ TEST_STUFF

注：Unity中最多能夠有128個關鍵字，可是Unity本身已經定義了一部分了，因此實際上會更少。因此使用multi_compile和shader_feature的時候，就須要特別注意不要超過這個限制。

 

Unity自身還內建一些multi_compile的快捷寫法：

multi_compile_fwdbase：爲基本前向渲染通道編譯多個變體，不一樣的變體可能須要處理不一樣的光照貼圖類型，或者一些使用了主平行光的陰影，而另外一些禁用了。（參考Unity渲染管線）

multi_compile_fwdadd：爲附加前向渲染通道編譯多個變體，不一樣的變體可能須要處理不一樣類型的光源——平行光、聚光燈或者點光源，亦或者它們附帶cookie紋理的版本。

multi_compile_fwdadd_fullshadows：同上，不過包含了可讓光源擁有實時陰影的功能。

multi_complie_fog：爲處理不一樣的霧效類型（off/linear/exp/exp2）擴展了多個變體。

 

大部份內建快捷寫法會致使許多shader變體，若是某些不須要使用，那麼可使用#pragma skip_variants來忽略它們。

#pragma multi_compile_fwdadd

// will make all variants containing

// "POINT" or "POINT_COOKIE" be skipped

#pragma skip_variants POINT POINT_COOKIE

 

使用multi_compile的目的通常是爲了建立一些fallback或者簡化shader，它們在同一個目標平臺（例如OpenGL ES）的高端硬件和低端硬件上均可以高效地運行。這種時候，咱們可使用shader硬件變體來爲不一樣性能等級的硬件建立一個特殊優化的變體集合。

爲了生成shader硬件變體，須要添加#pragma hardware_tier_variantsrenderer，這裏renderer表示某個可運行的渲染平臺。使用這個指令，Unity會對每一個shader生成3個shader變體（其餘關鍵字會不起做用），而對應的關鍵字是：

UNITY_HARDWARE_TIER1

UNITY_HARDWARE_TIER2

UNITY_HARDWARE_TIER3

在編輯器裏，能夠經過Graphics Emulation菜單來測試他們。

注：這些shader並不受Quality Setting的影響，它們純粹是經過檢測GPU的相關性能來決定的。