Unity中Shader变体优化

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前言

在Shader中，一般有两个方面的优化：一方面是内存优化（即变体优化）；一方面是渲染优化（即Shader中计算的优化）。我们这篇文章来了解一下Shader变体的优化。

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一、在Unity中查看变体个数，以及有哪些变体

• 创建一个UnlitShader,里面有一个默认的Shader

#pragma multi_compile_fog

• 选择Shader后，点击Compile and show code 右边的小箭头可以可见变体数

• 变体数后面有一个 Show，可以展示有哪些变体

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二、若使用预定义的变体太多，我们只使用其中的几个变体，我们该怎么做

优化一：可以直接定义需要的那个变体

• 例如，我们只需要线性雾 FOG_LINEAR 变体，可以单独定义这个变体

#pragma multi_compile _ FOG_LINEAR

• 空格 _ 空格 是空变体的意思

• 可以看见我们的变体数变少了

优化二：使用 skip_variants 剔除不需要的变体

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• 我们剔除 指数雾1 和 指数雾2

#pragma multi_compile_fog
//优化法二 （使用 skip_variants 剔除变体）
#pragma skip_variants FOG_EXP FOG_EXP2

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三、变体的数量增长

1、使用 multi_compile 再定义 3 个变体

#pragma multi_compile_fog
//我们再定义3个变体 A B C 看一下变体数量会增加到多少
#pragma multi_compile A B C

• 我们会看见，虽然我们只定义了三个变体。但是，最后的变体数，却是相乘的数量

由此可见变体数很容易达到成百上千的，所以我们要尽可能地控制变体的数量

2、再用 shader_feature 定义三个变体 D E F

shader_feature定义的变体，只有在使用的时候才会生成

//我们再用 shader_feature 定义三个变体 D E F（shader_feature定义的变体，只有在使用的时候才会生成）
#pragma shader_feature D E F

• 我们可以看见在剔除没有用到的变体前，我们的变体数由上升了 3 倍

• 勾选剔除后，可以把 shader_feature 没有使用的变体剔除

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四、变体收集器

1、我们在资源管理界面，创建变体收集器

2、创建了变体收集器后，我们把刚才使用的Shader加入变体收集器

3、然后点击加号，可以看见变体收集器中收集的变体

变体收集器一般是由程序使用的，在游戏一开始对其进行着色器加载，比如说原神中进入游戏时，卡岩那个游戏加载。

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五、Unity 项目设置 中的 变体收集器

• Edit->Project Setting->Graphics->Shader Stripping
• 可以在其中自定义是否使用变体

• 还可以把用到的变体，全都打包成一个变体收集器（一般不推荐这样用，变体太多太杂了）

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六、测试代码

Shader "MyShader/P2_3_2"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            // make fog work
            #pragma multi_compile_fog
            //优化法一 （ _ 是空变体的意思）
            //#pragma multi_compile _ FOG_LINEAR

            //优化法二 （使用 skip_variants 剔除变体）
            //#pragma skip_variants FOG_EXP FOG_EXP2

            //我们再定义3个变体 A B C 看一下变体数量会增加到多少
            #pragma multi_compile A B C

            //我们再用 shader_feature 定义三个变体 D E F（shader_feature定义的变体，只有在使用的时候才会生成）
            #pragma shader_feature D E F
            
            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                UNITY_FOG_COORDS(1)
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                // sample the texture
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                // apply fog
                UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, col);
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}