[ue4] 材质和Shader变体(Shader Permutation)

[本文大纲] 材质种类 材质与Shader的关系 材质与材质实例 会生成哪些材质变体 多个Shader变体的原因 Shader变体的优化 Shader编译的过程 材质包体和内存

材质种类

        ue4中的材质主要有两个类型，一种是与mesh相关的，比如物体的表面材质；另一种是mesh无关的，比如后处理材质。

材质与Shader的关系

        材质属于美术资产，ue4底层会将材质节点翻译成HLSL代码，并根据模板HLSL代码和相关宏编译成最终的Shader Code。

        对于mesh无关的材质而言，通常只对应着一个Shader。

        对于mesh相关的材质而言，则可能会生成非常多的Shader Code，我们称之为Shader变体。

        Shader变体的膨胀会导致包体增加，内存占用增加。

材质与材质实例

        对于场景中的物体，我们应该将材质设计为母材质和对应材质实例的形式。母材质描述的是一类材质，当前类材质仅在部分参数上有差异。

        ue4中内置的PBR材质一方面的意义在于，它提供了基于物理的真实材质表现；另一方面，就在于它提供了一个通用接口，能够使用一个模型表达丰富多彩的材质。这意味着使用PBR材质我们能够描述场景中绝大多数物体，只有一些特殊材质，如角色材质/天空/水等需要特殊制作。

        对于材质实例而言：

        如果使用了Static Parameter Set，会生成新的Shader变体；

        如果仅修改颜色、贴图等参数，则不会生成Shader变体；

会生成哪些Shader变体

        对于场景中的一个普通小物件而言，它的材质可能达到几十或上百个。

        一.从ShaderType考虑：

        （1）Shadow Depth Pass Shader。如平行光阴影、点光源阴影、聚光灯阴影等。

        （2）Depth Pass Shader。如果开启了prepass，可能包含写入颜色和仅写入深度的Shader。

        （3）Base Pass Shader。前向光照下，可能包含LDR/HDR的，有动态Skylight/