Unity ShaderVariant 变体收集方案分析

news2024/10/3 0:22:43

最近遇到一个问题，在editor中场景渲染正确，打包android之后，渲染异常。

经过排查得出原因：工程把所有shader单独打包Assetbundle，editor打包ab包的时候，未收集到正确的shader变体，未将场景中使用的shader变体打包到ab包中，所以发布apk之后，渲染异常。

什么是shader变体：ShaderVariant变体_Sevol_Y的博客-CSDN博客

在网上猛搜了一天，找到很多解决方法，也测试了很多方法：

  1. 方案1，测试可行。将shader加入到editor设置中，ProjectSetting-->Graphics-->AlwaysIncludedShaders。所有加入设置的shader都将编译全部shader变体。如果你知道是哪一个shader出现异常，加入进设置列表中，应该能解决问题。注意注意！：如果你的shader变体有很多，类似unity内置的standard，那么千万不要加入，这会导致你的出包巨慢，而且包内有很多用不到的shader变体。还有就是我出现问题的shader，包含的总变体有6M+个（百万个），这时候editor就会提醒你，亲，你的变体个数实在太多，这边不建议你加入列表，直接阻止你的操作。
  2. 方案2，未测试。将shader放入Resources文件夹下，等同方案一效果。
  3. 方案3，测试可行，将出现异常的mat和shader放在同一文件夹下，效果正常。
  4. 方案4，测试可行。使用unity自动收集shader变体文件功能。先点击Clear，清除已经收集到的变体，然后直接运行游戏，将游戏的犄角旮哪都跑一遍，或者你也可以运行到出现异常的地方（不过这样不全，只会解决你现目前发现问题的地方），然后点击SaveToAsset，保存shader变体文件到Shader  assetbundle包内，效果正常。
  5. 方案5，自动收集变体代码1，测试，未解决我的问题。自动收集变体文件ShaderVariant ，网上流传的脚本，放入工程测试了，不过未解决我的问题，不知道什么原因，这是BDFramework的框架内容，大家可以放到自己工程试试。GitHub - yimengfan/BDFramework.Core: Simple and powerful Unity3d game workflow! 简单、高效、高度工业化的商业级unity3d 工作流。 
    using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEditor;
using UnityEngine;
using System.IO;
using System.Reflection;
using System;
using UnityEngine.Rendering;
using System.Linq;

public class ShaderCollection : EditorWindow
{
    static Dictionary<string, List<ShaderVariantCollection.ShaderVariant>> ShaderVariantDict = new Dictionary<string, List<ShaderVariantCollection.ShaderVariant>>();
    public static List<string> GetAllRuntimeDirects()
    {
        //搜索所有资源
        List<string> directories = new List<string>();
        directories.Add("Assets");
        return directories;
    }
    private ShaderVariantCollection svc;
    readonly public static string ALL_SHADER_VARAINT_PATH = "Assets/AllShaders.shadervariants";

    static List<string> allShaderNameList = new List<string>();

    [MenuItem("ShaderTool/AutoShaderVariants")]
    public static void GenShaderVariant()
    {
        ShaderVariantDict = new Dictionary<string, List<ShaderVariantCollection.ShaderVariant>>();
        //先搜集所有keyword到工具类SVC
        toolSVC = new ShaderVariantCollection();
        var shaders = AssetDatabase.FindAssets("t:Shader", new string[] { "Assets", "Packages" }).ToList();
        foreach (var shader in shaders)
        {
            ShaderVariantCollection.ShaderVariant sv = new ShaderVariantCollection.ShaderVariant();
            var shaderPath = AssetDatabase.GUIDToAssetPath(shader);
            sv.shader = AssetDatabase.LoadAssetAtPath<Shader>(shaderPath);
            toolSVC.Add(sv);
            //
            allShaderNameList.Add(shaderPath);
        }

        var toolsSVCpath = "Assets/Tools.shadervariants";
        //防空

        File.WriteAllText(toolsSVCpath, "");
        AssetDatabase.DeleteAsset(toolsSVCpath);
        AssetDatabase.CreateAsset(toolSVC, toolsSVCpath);

        //搜索所有Mat
        var paths = GetAllRuntimeDirects().ToArray();
        var assets = AssetDatabase.FindAssets("t:Prefab", paths).ToList();
        var assets2 = AssetDatabase.FindAssets("t:Material", paths);
        assets.AddRange(assets2);
        List<string> allMats = new List<string>();

        //GUID to assetPath
        for (int i = 0; i < assets.Count; i++)
        {
            var p = AssetDatabase.GUIDToAssetPath(assets[i]);
            //获取依赖中的mat
            var dependenciesPath = AssetDatabase.GetDependencies(p, true);
            var mats = dependenciesPath.ToList().FindAll((dp) => dp.EndsWith(".mat"));
            allMats.AddRange(mats);
        }

        //处理所有的 material
        allMats = allMats.Distinct().ToList();

        float count = 1;
        foreach (var mat in allMats)
        {
            var obj = AssetDatabase.LoadMainAssetAtPath(mat);
            if (obj is Material)
            {
                var _mat = obj as Material;
                EditorUtility.DisplayProgressBar("处理mat", string.Format("处理:{0} - {1}", Path.GetFileName(mat), _mat.shader.name), count / allMats.Count);
                AddToDict(_mat);
            }

            count++;
        }

        EditorUtility.ClearProgressBar();
        //所有的svc
        ShaderVariantCollection svc = new ShaderVariantCollection();
        foreach (var item in ShaderVariantDict)
        {
            foreach (var _sv in item.Value)
            {
                svc.Add(_sv);
            }
        }

        AssetDatabase.DeleteAsset(ALL_SHADER_VARAINT_PATH);
        AssetDatabase.CreateAsset(svc, ALL_SHADER_VARAINT_PATH);
        AssetDatabase.Refresh();

    }
    public class ShaderData
    {
        public int[] PassTypes = new int[] { };
        public string[][] KeyWords = new string[][] { };
        public string[] ReMainingKeyWords = new string[] { };
    }

    //shader数据的缓存
    static Dictionary<string, ShaderData> ShaderDataDict = new Dictionary<string, ShaderData>();



    //添加Material计算
    static List<string> passShaderList = new List<string>();

    /// <summary>
    /// 添加到Dictionary
    /// </summary>
    /// <param name="curMat"></param>
    static void AddToDict(Material curMat)
    {
        if (!curMat || !curMat.shader) return;

        var path = AssetDatabase.GetAssetPath(curMat.shader);
        if (!allShaderNameList.Contains(path))
        {
            Debug.LogError("不存在shader:" + curMat.shader.name);
            Debug.Log(path);
            return;
        }

        ShaderData sd = null;
        ShaderDataDict.TryGetValue(curMat.shader.name, out sd);
        if (sd == null)
        {
            //一次性取出所有的 passtypes 和  keywords
            sd = GetShaderKeywords(curMat.shader);
            ShaderDataDict[curMat.shader.name] = sd;
        }

        var kwCount = sd.PassTypes.Length;
        if (kwCount > 2000)
        {
            if (!passShaderList.Contains(curMat.shader.name))
            {
                Debug.LogFormat("Shader【{0}】,变体数量:{1},不建议继续分析,后续也会跳过!", curMat.shader.name, kwCount);
                passShaderList.Add(curMat.shader.name);
            }
            else
            {
                Debug.LogFormat("mat:{0} , shader:{1} ,keywordCount:{2}", curMat.name, curMat.shader.name, kwCount);
            }

            return;
        }


        List<ShaderVariantCollection.ShaderVariant> svlist = null;
        if (!ShaderVariantDict.TryGetValue(curMat.shader.name, out svlist))
        {
            svlist = new List<ShaderVariantCollection.ShaderVariant>();
            ShaderVariantDict[curMat.shader.name] = svlist;
        }

        //求所有mat的kw
        for (int i = 0; i < sd.PassTypes.Length; i++)
        {
            //
            var pt = (PassType)sd.PassTypes[i];
            ShaderVariantCollection.ShaderVariant? sv = null;
            try
            {
                string[] key_worlds = sd.KeyWords[i];

                //变体交集 大于0 ，添加到 svcList
                sv = new ShaderVariantCollection.ShaderVariant(curMat.shader, pt, key_worlds);
                SetShaderVariantKeyWorld(svlist, sv);
            }
            catch (Exception e)
            {
                Debug.LogErrorFormat("{0}-当前shader不存在变体（可以无视）:{1}-{2}", curMat.name, pt, curMat.shaderKeywords.ToString());
                continue;
            }


        }
    }

    static void SetShaderVariantKeyWorld(List<ShaderVariantCollection.ShaderVariant> svlist, ShaderVariantCollection.ShaderVariant? sv)
    {
        //判断sv 是否存在,不存在则添加
        if (sv != null)
        {
            bool isContain = false;
            var _sv = (ShaderVariantCollection.ShaderVariant)sv;
            foreach (var val in svlist)
            {
                if (val.passType == _sv.passType && System.Linq.Enumerable.SequenceEqual(val.keywords, _sv.keywords))
                {
                    isContain = true;
                    break;
                }
            }

            if (!isContain)
            {
                svlist.Add(_sv);
            }
        }
    }


    static MethodInfo GetShaderVariantEntries = null;

    static ShaderVariantCollection toolSVC = null;

    //获取shader的 keywords
    public static ShaderData GetShaderKeywords(Shader shader)
    {
        ShaderData sd = new ShaderData();
        GetShaderVariantEntriesFiltered(shader, new string[] { }, out sd.PassTypes, out sd.KeyWords, out sd.ReMainingKeyWords);
        return sd;
    }

    /// <summary>
    /// 获取keyword
    /// </summary>
    /// <param name="shader"></param>
    /// <param name="filterKeywords"></param>
    /// <param name="passTypes"></param>
    /// <param name="keywordLists"></param>
    /// <param name="remainingKeywords"></param>
    static void GetShaderVariantEntriesFiltered(Shader shader, string[] filterKeywords, out int[] passTypes, out string[][] keywordLists, out string[] remainingKeywords)
    {
        //2019.3接口
        //            internal static void GetShaderVariantEntriesFiltered(
        //                Shader                  shader,                     0
        //                int                     maxEntries,                 1
        //                string[]                filterKeywords,             2
        //                ShaderVariantCollection excludeCollection,          3
        //                out int[]               passTypes,                  4
        //                out string[]            keywordLists,               5
        //                out string[]            remainingKeywords)          6
        if (GetShaderVariantEntries == null)
        {
            GetShaderVariantEntries = typeof(ShaderUtil).GetMethod("GetShaderVariantEntriesFiltered", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Static);
        }

        passTypes = new int[] { };
        keywordLists = new string[][] { };
        remainingKeywords = new string[] { };
        if (toolSVC != null)
        {
            var _passtypes = new int[] { };
            var _keywords = new string[] { };
            var _remainingKeywords = new string[] { };
            object[] args = new object[] { shader, 256, filterKeywords, toolSVC, _passtypes, _keywords, _remainingKeywords };
            GetShaderVariantEntries.Invoke(null, args);

            var passtypes = args[4] as int[];
            passTypes = passtypes;
            //key word
            keywordLists = new string[passtypes.Length][];
            var kws = args[5] as string[];
            for (int i = 0; i < passtypes.Length; i++)
            {
                keywordLists[i] = kws[i].Split(' ');
            }

            //Remaning key word
            var rnkws = args[6] as string[];
            remainingKeywords = rnkws;
        }
    }
}
  6. 方案6，自动收集变体代码2，测试。这里留一篇文章，我觉得很对，思路很清晰，易懂，可以看看GitHub - lujian101/ShaderVariantCollector
  7. 方案7，手撸Shader Variant Collection文件，同样不全，还不咋好用。

 最后贴几篇参考：

【Unity3D】Shader变体管理流程2-变体收集 - 简书

GitHub - lujian101/ShaderVariantCollector

爬坑篇（3）之 Unity2019 keyword坑（又名：性感程序化身名侦探） - 知乎

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