Shader之条件编译指令特性

在Unity中编写Shader代码时，使用条件编译指令（如#ifdef、#ifndef、#define等）可以帮助开发者根据不同的条件定义不同的功能和特性。以下是一个简单的示例，展示了如何使用这些指令来创建一个支持可选阴影的Shader。

示例Shader代码

Shader "Custom/ExampleShader"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _UseShadows ("Use Shadows", Float) = 0
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 200

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

            // 定义属性
            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;

            // 使用条件编译指令
            #ifdef USE_SHADOWS
            // 如果启用阴影，定义阴影相关的变量
            struct appdata_t
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
                // 用于阴影的变量
                SHADOW_COORDS(1)
            };

            v2f vert (appdata_t v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                // 计算阴影坐标
                TRANSFER_SHADOW(o);
                return o;
            }

            #else
            // 如果不启用阴影，定义简单的顶点输出
            struct appdata_t
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

            v2f vert (appdata_t v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                return o;
            }
            #endif

            // 片段着色器
            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
    FallBack "Diffuse"
}

代码解析

1. Properties：

   • 定义了一个纹理属性_MainTex和一个浮点属性_UseShadows，后者用于控制是否启用阴影。

2. 条件编译指令：

   • 使用#ifdef USE_SHADOWS来检查是否启用阴影。如果启用，Shader会包含阴影相关的代码；如果不启用，则会使用简单的顶点输出。

3. 顶点着色器：

   • 在启用阴影的情况下，顶点着色器会计算阴影坐标并将其传递给片段着色器。
   • 如果不启用阴影，顶点着色器只会处理基本的顶点变换。

4. 片段着色器：

   • 片段着色器从主纹理中采样颜色并返回。

使用条件编译的好处

• 灵活性：开发者可以根据需要启用或禁用特性，减少不必要的计算和资源消耗。
• 性能优化：通过只编译所需的代码路径，可以提高Shader的性能，尤其是在资源受限的设备上。
• 代码管理：在同一个Shader文件中管理多个变体，减少了代码重复，提高了可维护性。

注意事项

• 在Unity中，使用条件编译指令时，确保在Shader的其他部分（如材质设置）正确地定义了相关的宏（如USE_SHADOWS），以便在构建时生成正确的变体。
• 过多的变体可能导致编译时间增加和内存占用上升，因此应合理管理变体的数量。