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Shader	concept	game-dev rendering graphics	technical-artist unity-shader-graph-artist	2026-05-01

Shader

Definition

Shader（着色器）是在 GPU 上运行的专用程序，控制像素如何被渲染——决定颜色、光照、阴影、透明度等视觉特性。游戏开发中最常用的语言为 HLSL（DirectX/PC）、GLSL（OpenGL/Linux）和 ShaderLab（Unity）。

Core Concepts

Vertex Shader

逐顶点执行，负责几何变换（模型空间 → 世界空间 → 视图空间 → 屏幕空间）和传递顶点属性（UV、法线）。

Fragment/Pixel Shader

逐像素执行，决定最终像素颜色。性能敏感操作应优先考虑移至 Vertex Shader。

Surface Shader（Unity 概念）

Unity URP/HDRP 的高级抽象，自动处理光照模型，开发者只需定义表面属性。

Compute Shader

通用 GPU 计算，可用于后处理、特效、布料模拟等非传统渲染任务。

Technical Artist 的 Shader 标准

• 移动端安全变体：所有自定义着色器必须包含移动端安全版本或明确标注平台限制
• Shader 复杂度分析：使用引擎的 Shader 复杂度可视化工具验证，绿色/黄色合格，红色必须修订
• 参数文档化：暴露给艺术家的所有着色器参数必须在材质检查器中有 Tooltip 注释
• 避免逐像素操作：可在顶点阶段完成的操作不应放在像素阶段（移动端尤其重要）

Shader 类型与预算

类型	PC 复杂度	Mobile 复杂度	典型应用
Unlit	极低	极低	UI、纯色物体
Lit (PBR)	中等	中等-高	角色、环境
透明/加法	中等	高	VFX、玻璃
自定义光照	高	极高	特殊效果

Unity Shader Graph 规范（来自 unity-shader-graph-artist）

Sub-Graph 强制复用

所有重复逻辑必须封装为 Sub-Graph，重复节点簇是维护和一致性失败。Sub-Graph 封装典型场景：DissolveCore（消融逻辑）、Fresnel（边缘高光）、TriplanarMapping（三角平面映射）。

URP / HDRP API 严格区分

• URP 自定义通道：ScriptableRendererFeature + ScriptableRenderPass，不能用 OnRenderImage
• HDRP 自定义通道：CustomPassVolume + CustomPass，API 与 URP 不兼容
• Shader Graph 必须设置正确的 Render Pipeline asset，否则 URP 图形无法在 HDRP 中工作

移动端性能硬约束

指标	上限
每 Fragment Pass 纹理采样	≤ 32 次
不透明 Fragment ALU	≤ 60 条
Alpha Clipping	优先于 Alpha Blend（避免过度绘制深度排序）
ddx/ddy 导数	移动端禁止（tile-based GPU 上行为未定义）

HLSL 规范

• 使用 .hlsl 扩展名声明 include 文件，.shader 扩展名声明 ShaderLab wrapper
• 必须使用 TEXTURE2D/SAMPLER 宏（Core.hlsl），sampler2D 不是 SRP 兼容的
• CBUFFER_START(UnityPerMaterial) 属性块必须与 Properties 块完全匹配，否则产生静默黑材质

Related Concepts

• VFX：Shader 常用于 VFX 特效实现
• LOD-Pipeline：LOD 切换时着色器需保持视觉一致性
• RenderingPipeline：Shader 是渲染管线的可编程核心

Connections

• TechnicalArtist ← writes ← Shader
• UnityShaderGraphArtist ← Unity 专精 ← Shader
• VFX ← implements via ← Shader
• URP ← 渲染管线 ← Shader
• HDRP ← 渲染管线 ← Shader