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Unity ShaderLab的Properties一般用于将材质使用到的Shader参数暴露在材质的Inspector面板中以方便设置，并且编辑后的参数值可以和材质一起保存。另外材质使用到的渲染状态值，以及关键字也可以使用Properties进行编辑。Properties在上面的shader中，包含以上的属性。其中_MainTex, _Color是shader的参数，而_Stencil开头的这些和_ColorMask是渲染状态值，_UseUIAlphaClip则是关键字开关。

由此可知，如果我上面的测试是正确的，UGUI的 UI/Default shader由于包含了Stencil,那么Stencil Test对于所有的UGUI Drawcall都是开启的。那么使用Mask似乎也不会额外影响性能了是吧，那还优化个啥呢。另外，如果Shader中根本不包含Stencil这段，则Stencil Eanble为false。但是我没有测试移动平台和DX12，但这应该是RHI无关的逻辑吧。可是Stencil这段没法动态关闭。

实际上，编译器会进行优化，以及处理成多种不同的情况。比如编译器会将if和else展开，分别执行其中的代码，然后根据测试条件选择一个结果，这被称为Flatten。或者编译器会真的编译出if指令，真正的动态分支。这取决于平台是否支持。比如在老的OpenGL ES 2.0平台，编译器总是进行Flatten，所以if分支才被视作性能杀手。当然即便是没有Flatten，真正的动态分支由于会让同一个Warp中的线程不能同步执行而互相等待，也会造成性能问题。在DX11中，编译器支持[branch]和[flatten]

每种关键字的组合对应的shader版本就是一个shader变体。所谓变体，就是同一份shader源码，由于启用了不同的关键字组合，经过编译器预处理就得到了最终不一样的shader代码。

首先，定义PerMaterial Uniform block时，要使用INSTANCING相关的宏和。这些宏的作用是将Uniform block定义成数组。需要注意的是，只有当同一个材质下面的不同Instance存在逐Instance不同的属性时，才需要将UnityPerMaterial的CBuffer改成使用这些宏，否则是不需要的，因为这些宏只是为了将属性定义成数组，然后可以使用Instance索引去得到数组里面不同Instance各自的属性。

首先对于Unity内置属性，比如要放在一个名字为的CBuffer中。其实我们写自定义shader都是直接include URP的Libraray的，其中已经做好了这个。在Packages\com.unity.render-pipelines.universal\ShaderLibrary\UnityInput.hlsl中我们看到：这些属性被分为不同的block，虽然我们可能只使用一部分block，但是还是得按照这个布局来。材质自定义的属性要放在的CBuffer中。

深度图的定义在本篇中分析了深度图的生成，定义和采样，结合软粒子效果看了一下深度图和线性深度的应用。

本篇简单总结了URP Shader中使用线性深度以及重建世界坐标的方法。

当平台使用翻转深度值方向时，Unity就会定义为1：在这些平台上，由于深度缓冲是翻转的，那么的范围也是1(near)到0(far)。同时clip space的z值范围是[near,0]。在shader中就要使用区分出这种情况做相应的处理。例如，当我们要从#endif而如果我们要手动操作clip space Z值时，也要多加注意了，比如下面这个情况。

在前两篇中，FS的数据已经全部准备好了，本篇就重点看怎么计算光照的，这个Simple Lit有多Simple。另外本篇的另一个重点就是Unity的GI的使用，包括BakedGI和RealtimeGI，这些在这个Simple Lit里面都有用到。计算光照的核心函数就是，传入的参数除了InputData，还有之前计算出来的diffuse, specular, smoothness, emission和alpha。之后使用MixFog将光照计算出来的颜色和雾的颜色进行混合，最后使用计算最终的alpha值。

URP ShaderLibrary的Input.hlsl这个结构体包含了光照计算所需要的所有输入参数，有些参数是直接从Varying获取，有些是进一步计算得到。这个结构体大量用于URP的各个Shader中。而的作用就是设置这个结构体的各个成员值，这个函数名也是URP的一个惯例，很多shader中都会有这个函数，当然函数参数可能不一样，但是作用是一样的。我们看下SimpleLit Shader的这个函数吧。

上篇中分析了Simple Lit Forward Pass的Vertex Shader都计算和输出了什么数据，本篇就看看在Fragment shader中是怎么使用这些数据计算最终的光照颜色的。由于代码较短，就都贴出来方便查看：首先进行的是Alpha Test之前在分析Depth Only Pass的时候就看过alpha test的处理，和这儿有些类似，但是由于Depth only pass更加通用，所以会在使用albedo贴图alpha的时候做一些判断，在某些情况下这个贴图的alpha是不用来做al

看看在顶点shader中都计算了什么其中，函数位于SPR Core的中：这里面的却又位于URP的中：回到中，首先计算world space的法线和切线没啥问题，只不过变换法线需要用逆转置矩阵因此使用一个特定的函数，而变换切线使用普通的变换向量的函数即可，这两个函数自己写shader也经常用。而计算副切线是使用法线和切线的叉积，但是其结果需要校正符号。而这个符号是Object space切线的w和返回值的乘积。这个我暂时没弄清楚，按照之前掌握的知识，Object space切线的w的正负，是由DCC工

本篇开始分析simple lit shader。我们通过分析unlit shader了解了URP shader的结构，以及一些基础功能。而simple lit shader包含了更多的内容。本篇开始，就不会特别仔细的逐行去分析shader文件了，只会针对pass的功能中比较有意思且之前没看到过的内容进行分析。名字为的pass，它的Tags为：根据URP的文档：说明这是一个前向渲染路径的pass，虽然URP(至少是10.8.1版本）还没有正式支持Deferred Rendering，但URP已经为它打了很多

unlit shader中包含了一个Depth Only Pass，这个pass的代码在中。这是一个公共pass，几乎所有的URP shader都会包含这个pass。本篇说一说这个pass的作用以及实现细节。Depth only pass的作用是生成一张场景的深度图，一般是在渲染不透明物体之前，对所有包含该pass的材质对应的物体执行这个pass，当所有物体执行完毕后，就得到了深度图。这个pass执行的前提是URP判断需要深度图，比如URP assets中配置了：或者camera开启了后处理。使用深度图，游

上篇中我们分析了Unlit shader的Properties在ShaderGUI中的处理，接下来看Sub Shader。unlit shader以及其他URP shader包含两个SubShader，分别是针对ShaderModel4.5和2.0。由于unlit shader本身很简单，这两个SubShader几乎一样，唯一的差别是ShaderModel 4.5的SubShader会定义,这个可参考dots-instancing-shaders，本文中先忽略它。总之这儿的要点是URP会针对比较强大的设备使

我使用的Unity版本为2020.3.33f1，对应的URP和SRP Core版本为10.8.1。阅读URP源码建议把package从Library/PackageCache中拷贝到Packages目录，也就是自定义package的方式，然后推荐使用VS code打开工程，这样可以很方便的跳转代码阅读。

我们知道，URP和HDRP都是基于SRP的，尽管现在可以使用Shader Graph编写Shader，但是手写Shader仍然是有一定的优势，特别是在性能方面，手写Shader可以更极致的优化，因此我们在项目中前期都是直接使用Shader Graph编写Shader,项目后期会改成手写Shader来提高性能。而在SRP中手写Shader，我们仍然使用的是Shader Lab，这个结构并没有太大的变化，但是SRP Shader中使用Shader Lab语言还是有几点不同。

在Unity中绘制多个可能部分或全部重叠的物体，这些物体可能是使用同一个材质，此时大概率会产生Z-FightingZ-Fighting的原因是片段计算出的深度值太接近了，从而不能确定哪一个离相机更近，互相竞争导致闪烁。那么解决思路就是让他们的Z值稍微有点区别。比较常见的解决方案是Polgon Offset，即Unity Shader Lab的Offset属性。但是对于使用同一个材质的物体，这个方法无效。因为这种物体互相重叠时即便在材质上设置了Offset，由于是同一个材质，计算出来的depth还是一样的，并

确定Active SubShaderSubShader列表Unity在使用一个Shader Object之前，会创建一个SubShader列表，将该Shader Object中所有的SubShader加入该列表中。并且也会把fallback shader object的所有SubShader加入到这个列表中。Active SubShader选择当第一次使用这个Shader object渲染几何体时，或者当shader LOD value改变时，又或者当前激活的render pipleline改变时，