变体 Shader Variants

Shader变体（Shader Variants）是什么？

• 定义：通过预处理器指令（如 #if）动态修改Shader代码分支，生成不同功能的Shader实例。
• 用途：实现动态光照、平台适配、画质分级等功能，避免运行时分支判断开销。
• 代价：变体过多会导致包体增大、编译时间增长、内存占用上升。

两种变体

multi_compile

强制编译所有组合：无论是否使用，声明中的所有变体组合都会被编译。

• 语法：
  GLSL

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  #pragma multi_compile A B C    // 生成变体：A, B, C
  #pragma multi_compile _ D E   // 生成变体：<空>, D, E

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• 典型场景：
  • 需运行时动态切换的功能（如昼夜系统）
  • 全局开关（如 DEBUG 模式）
• 缺点：易导致变体爆炸（多个 multi_compile 会组合叠加）。

shader_feature

按需编译：仅编译材质实际使用的变体（依赖材质参数或Keywords设置）。

• 语法：
  GLSL

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  #pragma shader_feature _TOON _CELLSHADING  // 只编译材质启用的Keyword

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• 典型场景：
  • 材质专属功能（如风格化渲染选项）
  • 不频繁切换的静态效果
• 关键限制：变体仅包含在最终Build中需满足：
  1. 材质显式启用了该Keyword
  2. Shader中通过 #pragma shader_feature 声明
  3. 变体被场景或Resources文件夹引用

示例代码

Shader "Custom/Example" {
    Properties {
        [Toggle(TOON)] _UseToon ("Toon Shading", Int) = 0
    }

    SubShader {
        Pass {
	        // 1. 使用multi_compile
	        #pragma multi_compile _ TOON
	        #pragma multi_compile TOON  // 缺少空变体"_"
	        // 2. 使用shader_feature
            #pragma shader_feature TOON
            #pragma shader_feature _ TOON

            #ifdef TOON
                // 卡通渲染逻辑
            #else
	            // 其他渲染逻辑
	        #endif
        }
    }
}

解析：

• multi_compile：
  • 会强制编译所有组合。在代码2.中，包含空变体变体_ 和 变体TOON；
  • 第一个变体为常开变体，故一般情况下第一个变体为空变体_。
• shader_feature：
  • 仅编译启用的组合；
  • 当仅有一个变体时，可以不需要添加空变体_；
  • 当有多个变体时，第一个变体为常开变体，故一般情况下第一个变体为空变体_。

区别对比

优化变体数量

• 优先用 shader_feature：减少未使用变体的编译。
• 避免冗余组合：
  GLSL

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  // 错误：生成 3x3=9 个变体
  #pragma multi_compile A B C
  #pragma multi_compile D E F
  
  // 正确：合并为单一声明
  #pragma multi_compile A_D A_E A_F B_D ... // 显式控制组合

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• 使用 #pragma skip_variants：跳过指定变体编译。
• 限制Keyword数量：N个Keyword → 2^N个变体（慎用！）。

变体管理

1. 变体收集：
   • 方法：Edit > Project Settings > Graphics > Shader Stripping
   • 添加需保留的变体Keyword（仅对 shader_feature 生效）。
2. 调试工具：
   • 查看编译结果：在Shader Inspector点击 「Compile and Show Code」。
   • 检查当前Keyword：ShaderVariantCollection 资源。
3. 代码中切换Keyword：
   CSHARP

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   material.EnableKeyword("_TOON");  // 启用变体分支
   material.DisableKeyword("_CELLSHADING");

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