缘起

有时候我们需要传一组数据给我们的 Shader，以便实现一些特殊的效果。但 Unity 官方的 ShaderLab 貌似不提供这样的功能，我们能定义的属性只有有限的几种：纹理、数值等。

其实在底层，不管是 OpenGL 还是 Direct3D，其 Shader 都是支持传递任意数量数组数据的。Unity 虽然对 Shader 开发进行了一些简化封装，却并没有屏蔽这样的功能。而且在其 5.4+ 版本中，还通过增加的 API 提供了有限的引擎支持。

步骤

Shader

1. 变量声明

uniform float4 _Points[100];  // 数组变量
uniform float _Points_Num;  // 数组长度变量

2. 在 Surface Shaders 或 Vertex and Fragment Shaders 中使用

// 遍历
for (int j=0; j<_Points_Num; j++)
{
    float4 p4 = _Points[j]; // 索引取值
    // 自定义处理
}

Script

1. 通过 Material 给 Shader 传递真正的数组数据

var points = new Vector4[60];
for (var i = 0; i < 60; i++)
{
    points[i] = new Vector4(some.x, some.y, some.z, some.w);
}

var render = GetComponentInChildren<MeshRenderer>();
foreach (var material in render.materials)
{
    material.SetInt("_Points_Num",points.Length);
    material.SetVectorArray("_Points",points);
}

2. 通过 Shader 进行全局赋值

Shader.SetGlobalInt("_Points_Num",points.Length);
Shader.SetGlobalVectorArray("_Points",points);

限制

• 只支持几种固定类型的数组

  • float
  • Matrix
  • Vector4

  所以，如果你想要传递 int、Vector3 之类的数据，需要选择一个相近的类型，比如 int => float，Vector3 => Vector4。

  还可以把相关的数据整合到一起，比如用于表示坐标的 Vector3 和半径的 float 整合到一个 Vector4 中，这样也不会浪费空间。

• 只可以通过脚本传值，不像纹理之类的有编辑器支持

注意

• 在 Shader 底层，也仅支持固定长度的数组，所以一般要声明一个长度足够大的数组，再附带长度变量，以标识有效的数据长度。

• 可能是出于效率的原因，第一次传进去的数组长度决定了 Shader 真正用到的数组长度

  比如第一次传进去了长度为 1 的数组，以后即使再传更长的数组，Shader 也只使用 1 个数组元素

  所以第一次要传一个足够长度的数组进行初始化

参考

1. Arrays & shaders: heatmaps in Unity
2. Arrays & Shaders in Unity 5.4+