UE4渲染学习——1材质编辑器的本质及如何生成

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UE4的材质编辑器利用节点生成shader模板文件，如MaterialTemplate.ush。HLSLTranslator将节点代码转换为HLSL，自定义节点代码可在MaterialEditor中使用。FMaterialCompiler处理表达式，如texture函数，创建shader代码块。某些表达式如SceneColor直接添加代码，而无需额外指令。FShaderCodeChunk用于存储代码块，IsMaterialPropertyUsed函数判断属性是否作为uniform输出。

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UE4的材质编辑器的每个节点实际上是一个代码片段，通过连线拼接起来，然后放到一个shader模板里面，生成一个shaderTemplate文件。
shader模板文件是事先写好的，MaterialTemplate.ush。
HLSLTranslator文件里可以看到相关的代码，包含template文件，包含一些材质节点的函数。感觉hlsltranslator是用来把节点代码包括自带的节点代码转换成hlsl代码的一个翻译的东西。
我们写自己的ush文件，如下：
在这里插入图片描述
添加到模板中，如下：

重新生成工程，然后我们在材质编辑器中创建一个custom节点，在这个节点的code处输入如下代码：

在custom节点里就能够引用我们自己写的函数了。

我们在hlslTranslator文件里添加这两行代码
在这里插入图片描述
在生成的hlsl代码里就能够找到这句。

而ue4材质编辑器自带的表达式都是一个个类，
在这里插入图片描述
Expression类会调用COmpiler，比如：

那FMaterialCompiler干了啥？

比如texture函数是干啥的？

virtual int32 Texture(UTexture* InTexture,int32& TextureReferenceIndex,ESamplerSourceMode SamplerSource=SSM_FromTextureAsset, ETextureMipValueMode MipValueMode = TMVM_None) override
	{
		if (FeatureLevel == ERHIFeatureLevel::ES2 && ShaderFrequency == SF_Vertex)
		{
			if (MipValueMode != TMVM_MipLevel)
			{
				Errorf(TEXT("Sampling from vertex textures requires an absolute mip level on feature level ES2"));
				return INDEX_NONE;
			}
		}
		else if (ShaderFrequency != SF_Pixel
			&& ErrorUnlessFeatureLevelSupported(ERHIFeatureLevel::ES3_1) == INDEX_NONE)
		{
			return INDEX_NONE;
		}

	//材质类型
		EMaterialValueType ShaderType = InTexture->GetMaterialType();
		//贴图id
		TextureReferenceIndex = Material->GetReferencedTextures().Find(InTexture);

#if DO_CHECK
		// UE-3518: Additional pre-assert logging to help determine the cause of this failure.
		if (TextureReferenceIndex == INDEX_NONE)
		{
			const TArray<UTexture*>& ReferencedTextures = Material->GetReferencedTextures();
			UE_LOG(LogMaterial, Error, TEXT("Compiler->Texture() failed to find texture '%s' in referenced list of size '%i':"), *InTexture->GetName(), ReferencedTextures.Num());
			for (int32 i = 0; i < ReferencedTextures.Num(); ++i)
			{
				UE_LOG(LogMaterial, Error, TEXT("%i: '%s'"), i, ReferencedTextures[i] ? *ReferencedTextures[i]->GetName() : TEXT("nullptr"));
			}
		}
#endif
		checkf(TextureReferenceIndex != INDEX_NONE, TEXT("Material expression called Compiler->Texture() without implementing UMaterialExpression::GetReferencedTexture properly"));

		return AddUniformExpression(new FMaterialUniformExpressionTexture(TextureReferenceIndex, SamplerSource),ShaderType,TEXT(""));
	}

AddUniformExpression会创建一块shader代码块

// AddUniformExpression - Adds an input to the Code array and returns its index.
	int32 AddUniformExpression(FMaterialUniformExpression* UniformExpression,EMaterialValueType Type,const TCHAR* Format,...)
	{
		if (Type == MCT_Unknown)
		{
			return INDEX_NONE;
		}

		check(UniformExpression);

		// Only a texture uniform expression can have MCT_Texture type
		if ((Type & MCT_Texture) && !UniformExpression->GetTextureUniformExpression() && !UniformExpression->GetExternalTextureUniformExpression())
		{
			return Errorf(TEXT("Operation not supported on a Texture"));
		}

		// External textures must have an external texture uniform expression
		if ((Type & MCT_TextureExternal) && !UniformExpression->GetExternalTextureUniformExpression())
		{
			return Errorf(TEXT("Operation not supported on an external texture"));
		}

		if (Type == MCT_StaticBool)
		{
			return Errorf(TEXT("Operation not supported on a Static Bool"));
		}
		
		if (Type == MCT_MaterialAttributes)
		{
			return Errorf(TEXT("Operation not supported on a MaterialAttributes"));
		}

		bool bFoundExistingExpression = false;
		// Search for an existing code chunk with the same uniform expression in the array of all uniform expressions used by this material.
		for (int32 ExpressionIndex = 0; ExpressionIndex < UniformExpressions.Num() && !bFoundExistingExpression; ExpressionIndex++)
		{
			FMateria