Unity中Shader是否能夠熱更新的測試

在unity的資源中，shader是比較特殊的一類。主要有下面幾個疑問

1. Shader算是代碼，而且須要編譯。那麼是否能夠熱更新？

2. AB中加載進來的shader是否能夠經過shader.Find(名稱)來索引？

3.在使用shader_feature關鍵字後，build時忽略的變種是否要在運行時編譯？

4.預編譯shader cache的存儲位置究竟在哪裏？

 

直接補充最終結論：

1. shader能夠熱更新。

2. 使用multi_compile生成Shader Variant時，材質能夠直接熱更新。

3. 使用shader_feature生成Shader Variant時，可使用ShaderVariantCollection來記錄全部使用到的變種，實現材質熱更新。（目前仍有bug，必須將shader、SVC和全部材質放在一個AB中）

4. 不要用Shader.Find找本身包裏的shader，使用AssetBundle.LoadAsset<Shader>()

5. shadercache隨材質存儲，材質能夠熱更新。

 

 

針對以上問題我作了一系列測試，記錄以下：

 

測試一：

準備一個shader ，一個材質，一個cube作的prefab，各自打成一個AB。

在一個空場景中用腳本按以下順序加載：

shaderAB->materialAB->prefabAB->prefab->GameObject。顯示正常。

（事實上只要保證prefabAB->prefab->GameObject的順序，materialAB和shaderAB在同一函數的任意位置均可以。Unity應該是延遲處理了資源的引用關係）

修改shader，打成新的ab，更名或者另存爲備用。

發佈之後，在文件夾中找到對應的shaderAB，使用新的shaderAB替換。

從新啓動，效果已經更新。

結論一： shader能夠熱更新！

測試平臺：android和pc standalone

代碼稍做修改能夠在運行時實現熱更新。

 

測試二：

準備3個shader，引用同一個頭文件。shader和cginc所有進入一個ab裏。

運行時先加載shaderAB，而後用一個按鈕切換shader

結果以下表：

	熱更新前	熱更新後
Shader.Find	正常（原shader）	錯誤（shader丟失）[1]
AssetBundle.LoadAsset[2]	正常（原shader）	正常（新shader）

[1]    在Standalone或者移動平臺上會有shader丟失；在Editor模式下會使用舊的shader，仔細分析後猜想是在Editor模式下，shader.Find的查找順序以下：已加載的 AssetBundle->Shader源文件。而在發佈平臺上，因爲沒有散的shader源文件，因此直接丟失。

[2]    AssetBundle.LoadAsset的路徑要使用Manifest中記載的路徑，以下形式：

        Assets/Shaders/Src/shaderTest2.shader

結論二：能夠在運行時手動替換上AB中的shader，但必須使用AssetBundle.LoadAsset！

·可使用cginc頭文件！

·可使用文件夾管理Shader！

·最好徹底不使用Shader.Find，除非你100%肯定這個shader不會熱更新。

關於Shader.Find，我的猜想以下：

Unity內部使用一個字典或者HashSet來支持Shader.Find，這裏暫且叫它ShaderMap。ShaderMap的鍵是ShaderLab語法中的名字；值是Shader文件的GUID。

ShaderMap生成於Build項目時，保存了來自三個地方的shader cache引用關係：

1.      Resources中的shader或Resources其中其餘資源引用到的shader

2.      任意場景中引用到的shader

3.      StreamingAssets中Asset Bundle內的Shader

         運行時使用ShaderFind，只能找到這些Shader，若是對應GUID的shader不存在，查找就會失敗，即便熱更新後加入了新的Asset Bundle中含有同名Shader（即ShaderLab語法同名）。

4.      目前沒有辦法在發佈之後動態更新ShaderMap。

  

 

測試三：

準備兩個一樣的shader，設定好#ifdef FEATURE，其一使用multi_compile，其二使用shader_feature

準備四個材質，分別對應

·multi_compile      FEATURE on

·multi_compile      FEATURE off

·shader_feature   FEATURE on

·shader_feature   FEATURE off

全部shader打成一個ab， 全部material打成一個ab

在運行時切換4個材質。結果以下：

·multi_compile   FEATURE off	正常
·multi_compile   FEATURE on	正常
·shader_feature  FEATURE off	正常
·shader_feature  FEATURE on	錯誤（和shader_feature  FEATURE off同樣）

 

結論三：

·使用shader_feature的uber shader沒法熱更新!(結論已更新)

·若將shader存儲於自定義AB時，僅按照全部shader_feature都沒有定義的方式來編譯。而且不會彙報這個編譯過程當中的任何錯誤！（如：在shader中定義了shader_feature A B；而且依賴於A、B兩者任一必須定義的話，編譯就會出錯。）

·Unity並不會在發佈平臺上編譯缺失的變種。（直接拿個現有的變種湊數？）

 

測試四

放棄熱更新shader，檢查在使用shader_feature的時候，材質可否熱更新。即可否在熱更新時生成缺失的變種。

準備一個uber shader。再來3個材質，各使用不一樣的變種，並分別打成m1,m2,m3三個包。發佈時僅選擇m1發佈，而後在運行時熱更新，使用m2,m3替換m1，顯示效果達到預期。

這時候注意到m1,m2,m3體積分別爲11,9,11KB，應該不僅是存有shader引用和相關參數。所以再將m1,m2,m3打爲一個ab，體積爲11kb。

結論四：

·在shader進入mainAssets的前提下，材質能夠熱更新。

·shader cache隨material ab存儲，多個引用了一樣shader（變種）的材質會重複存儲cache。

 

更新測試五

使用ShaderVariantCollection，記錄全部用到的variant。

將SVC和shader打入一個ShaderAB。

將材質打成MaterialAB

運行時加載ShaderAB，取SVC，WarmUp，再加載MaterialAB。結果丟失部分variant

 

更換分包方式，SVC、shader和Material打成一個包。一切正常。

結論五：

·使用ShaderVariantCollection能夠作到帶變種的材質更新。

·目前版本（5.6.0和5.5.2）依然有bug，必須將SVC、shader和全部對應材質放在一塊兒才能作到可熱更新。

 

 

備註：

·爲了測試，我用HFS配置了局域網http服務器，只要在同一個無線網端下，pc和手機都能訪問，配合不一樣平臺的AB分文件夾管理，全部平臺都能同步看到效果。

 ·ab.Unload()會把ab設爲null！

 ·cginc頭文件修改後，全部用到的shader必須手動import一次以強制從新編譯！

測試二用到的工程（AB和熱更新）

 

參考資料：

·hfs使用介紹：http://bbs.feng.com/read-htm-tid-2234118.html

·ab模型：http://www.cnblogs.com/88999660/archive/2013/03/15/2961663.html

·www禁用cache方法：http://answers.unity3d.com/questions/209078/disable-cache-for-www.html