共享材质

作者：追风剑情发布于：2017-11-3 20:31 分类：Shader

无论是动态批处理还是静态批处理，都要求模型之间需要共享同一个材质。但不同的模型之间总会需要有不同的渲染属性，例如，使用不同的纹理、颜色等。这时，我们需要一些策略来尽可能地合并材质。

如果两个材质之间只有使用的纹理不同，我们可以把这些纹理合并到一张更大的纹理中，这张更大的纹理被称为是一张图集(atlas)。一旦使用了同一张纹理，我们就可以使用同一个材质，再使用不同的采样坐标对纹理采样即可。

但有时，除了纹理不同外，不同的物体在材质上还有一些微小的参数变化，例如，颜色不同、某些浮点属性不同。但是，不管是动态处理还是静态处理，它们的前提都是要使用同一个材质。是同一个，而不是使用了同一种Shader的材质，也就是说它们指向的材质必须是同一个实体。这意味着，只要我们调整了参数，就会影响到所有使用这个材质的对象。那么想要微小的调整怎么办呢？一种常用的方法就是使用网格的顶点数据(最常见的就是顶点颜色数据)来存储这些参数。

前面说过，经过批处理后的物体会被处理成更大的VBO发送给GPU，VBO中的数据可以作为输入传递给顶点着色器，因此，我们可以巧妙地对VBO中的数据进行控制，从而达到不同效果的目的。一个例子是，森林场景中所有的树使用了同一种材质，我们希望它们可以通过批处理来减少draw call，但不同树的颜色可能不同。这时，我们可以利用网格的顶点的颜色数据来调整。

需要注意的是，如果我们需要在脚本中访问共享材质，应该使用Renderer.sharedMaterial来保证修改的是和其他物体共享的材质，但这意味着修改会应用到所有使用该材质的物体上。另一个类似的API是Renderer.material，如果使用Renderer.material来修改材质，Unity会创建一个该材质的复制品，从而破坏批处理在该物体上的应用，这可能并不是我们希望看到的。

批处理的注意事项
在选择使用动态批处理还是静态批处理时，我们有一些小小的建议。

尽可能选择静态批处理，但得时刻小心对内存的消耗，并且记住经过静态批处理的物体不可以再移动。
如果无法进行静态批处理，而要使用动态批处理的话，那么请小心上面提到的各种条件限制。例如，尽可能让这样的物体少并且尽可能让这些物体包含少量的顶点属性和顶点数目。
对于游戏中的小道具，例如可以捡拾的金币等，可以使用动态批处理。
对于包含动画的这类物体，我们无法全部使用静态批处理，但其中如果有不动的部分，可以把这部分标识成"Static"。

除了上述提示外，在使用批处理时还有一些需要注意的地方。由于批处理需要把多个模型变换到世界空间下再合并它们，因此，如果shader中存在一些基于模型空间下的坐标运算，那么往往会得到错误的结果。一个解决方法是，在shader中使用DisableBatching标签来强制使用该Shader的材质不会被批处理。另一个注意事项是，使用半透明材质的物体通常需要使用严格的从后往前的绘制顺序来保证透明混合的正确性。对于这些物体，Unity会首先保证它们的绘制顺序，再尝试对它们进行批处理。这意味着，当绘制顺序无法满足时，批处理无法在这些物体上被成功应用。

尽管在Unity5.2中，只实现了对一些渲染部分的批处理。而诸如渲染摄像机的深度纹理部分，还没有实现处理。但我们相信，在后续的Unity版本中，批处理会应用到越来越多的渲染部分中。

标签: Shader