Unity中Shader是否能够热更新的测试

在unity的资源中，shader是比较特殊的一类。主要有下面几个疑问

1. Shader算是代码，而且须要编译。那么是否能够热更新？

2. AB中加载进来的shader是否能够经过shader.Find(名称)来索引？

3.在使用shader_feature关键字后，build时忽略的变种是否要在运行时编译？

4.预编译shader cache的存储位置究竟在哪里？

 

直接补充最终结论：

1. shader能够热更新。

2. 使用multi_compile生成Shader Variant时，材质能够直接热更新。

3. 使用shader_feature生成Shader Variant时，可使用ShaderVariantCollection来记录全部使用到的变种，实现材质热更新。（目前仍有bug，必须将shader、SVC和全部材质放在一个AB中）

4. 不要用Shader.Find找本身包里的shader，使用AssetBundle.LoadAsset<Shader>()

5. shadercache随材质存储，材质能够热更新。

 

 

针对以上问题我作了一系列测试，记录以下：

 

测试一：

准备一个shader ，一个材质，一个cube作的prefab，各自打成一个AB。

在一个空场景中用脚本按以下顺序加载：

shaderAB->materialAB->prefabAB->prefab->GameObject。显示正常。

（事实上只要保证prefabAB->prefab->GameObject的顺序，materialAB和shaderAB在同一函数的任意位置均可以。Unity应该是延迟处理了资源的引用关系）

修改shader，打成新的ab，更名或者另存为备用。

发布之后，在文件夹中找到对应的shaderAB，使用新的shaderAB替换。

从新启动，效果已经更新。

结论一： shader能够热更新！

测试平台：android和pc standalone

代码稍做修改能够在运行时实现热更新。

 

测试二：

准备3个shader，引用同一个头文件。shader和cginc所有进入一个ab里。

运行时先加载shaderAB，而后用一个按钮切换shader

结果以下表：

	热更新前	热更新后
Shader.Find	正常（原shader）	错误（shader丢失）[1]
AssetBundle.LoadAsset[2]	正常（原shader）	正常（新shader）

[1]    在Standalone或者移动平台上会有shader丢失；在Editor模式下会使用旧的shader，仔细分析后猜想是在Editor模式下，shader.Find的查找顺序以下：已加载的 AssetBundle->Shader源文件。而在发布平台上，因为没有散的shader源文件，因此直接丢失。

[2]    AssetBundle.LoadAsset的路径要使用Manifest中记载的路径，以下形式：

        Assets/Shaders/Src/shaderTest2.shader

结论二：能够在运行时手动替换上AB中的shader，但必须使用AssetBundle.LoadAsset！

·可使用cginc头文件！

·可使用文件夹管理Shader！

·最好彻底不使用Shader.Find，除非你100%肯定这个shader不会热更新。

关于Shader.Find，我的猜想以下：

Unity内部使用一个字典或者HashSet来支持Shader.Find，这里暂且叫它ShaderMap。ShaderMap的键是ShaderLab语法中的名字；值是Shader文件的GUID。

ShaderMap生成于Build项目时，保存了来自三个地方的shader cache引用关系：

1.      Resources中的shader或Resources其中其余资源引用到的shader

2.      任意场景中引用到的shader

3.      StreamingAssets中Asset Bundle内的Shader

         运行时使用ShaderFind，只能找到这些Shader，若是对应GUID的shader不存在，查找就会失败，即便热更新后加入了新的Asset Bundle中含有同名Shader（即ShaderLab语法同名）。

4.      目前没有办法在发布之后动态更新ShaderMap。

  

 

测试三：

准备两个一样的shader，设定好#ifdef FEATURE，其一使用multi_compile，其二使用shader_feature

准备四个材质，分别对应

·multi_compile      FEATURE on

·multi_compile      FEATURE off

·shader_feature   FEATURE on

·shader_feature   FEATURE off

全部shader打成一个ab， 全部material打成一个ab

在运行时切换4个材质。结果以下：

·multi_compile   FEATURE off	正常
·multi_compile   FEATURE on	正常
·shader_feature  FEATURE off	正常
·shader_feature  FEATURE on	错误（和shader_feature  FEATURE off同样）

 

结论三：

·使用shader_feature的uber shader没法热更新!(结论已更新)

·若将shader存储于自定义AB时，仅按照全部shader_feature都没有定义的方式来编译。而且不会汇报这个编译过程当中的任何错误！（如：在shader中定义了shader_feature A B；而且依赖于A、B两者任一必须定义的话，编译就会出错。）

·Unity并不会在发布平台上编译缺失的变种。（直接拿个现有的变种凑数？）

 

测试四

放弃热更新shader，检查在使用shader_feature的时候，材质可否热更新。即可否在热更新时生成缺失的变种。

准备一个uber shader。再来3个材质，各使用不一样的变种，并分别打成m1,m2,m3三个包。发布时仅选择m1发布，而后在运行时热更新，使用m2,m3替换m1，显示效果达到预期。

这时候注意到m1,m2,m3体积分别为11,9,11KB，应该不仅是存有shader引用和相关参数。所以再将m1,m2,m3打为一个ab，体积为11kb。

结论四：

·在shader进入mainAssets的前提下，材质能够热更新。

·shader cache随material ab存储，多个引用了一样shader（变种）的材质会重复存储cache。

 

更新测试五

使用ShaderVariantCollection，记录全部用到的variant。

将SVC和shader打入一个ShaderAB。

将材质打成MaterialAB

运行时加载ShaderAB，取SVC，WarmUp，再加载MaterialAB。结果丢失部分variant

 

更换分包方式，SVC、shader和Material打成一个包。一切正常。

结论五：

·使用ShaderVariantCollection能够作到带变种的材质更新。

·目前版本（5.6.0和5.5.2）依然有bug，必须将SVC、shader和全部对应材质放在一块儿才能作到可热更新。

 

 

备注：

·为了测试，我用HFS配置了局域网http服务器，只要在同一个无线网端下，pc和手机都能访问，配合不一样平台的AB分文件夹管理，全部平台都能同步看到效果。

 ·ab.Unload()会把ab设为null！

 ·cginc头文件修改后，全部用到的shader必须手动import一次以强制从新编译！

测试二用到的工程（AB和热更新）

 

参考资料：

·hfs使用介绍：http://bbs.feng.com/read-htm-tid-2234118.html

·ab模型：http://www.cnblogs.com/88999660/archive/2013/03/15/2961663.html

·www禁用cache方法：http://answers.unity3d.com/questions/209078/disable-cache-for-www.html