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Cocos Creator Shader入门实战(四)：预处理宏定义和Chunk

news 来源：原创 2025/8/12 8:26:22

引擎： 3.8.5

您好，我是鹤九日！



回顾

学习Shader，前期是让人烦躁无味的，后期可能就是各种的逻辑让人抓耳挠腮。

一成不变的内容：遵循引擎设定的规则，理解引擎要求的规范。

这里，简单回顾下前面所说的大概内容：

一、Shader的实现，需要Material材质和Effect Asset资源的配合

二、Effect Asset资源主要通过CCEffect配置渲染参数和属性， 通过CCProgram编写着色器片段代码

三、CCEffect的配置使用的是YAML，而CCProgram使用的则是GLSL



开篇

还记得，我们刚开始通过编译器创建的 传统无光照着色器(Effect) 的资源吗？

请添加图片描述

属性结构如下：

请添加图片描述

我当时说过：即使有着官方的文档加持，也是一脸的茫然，不知道这些代表着什么，以及如何使用。

今天的主题便是对EffectAsset资源的说明，看着很繁琐，其实没有那么的难。

简单的理解： 引擎对EffectAsset资源的预编译，其实就是借助了主要两点：

一、预处理宏定义

二、着色器片段Chunk



默认资源

正式开始之前，先做一个小小的延伸，也是自己偶然中的学习发现。

以我们创建的着色器资源，内容是从哪里来呢？

注：从严格意义来说，它不属于Shader的范畴，而是编译器的范畴。

请添加图片描述

标注的部分便是引擎的配置，甚至来说 …/default_file_content/scene 下的这个资源是否会很眼熟呢。

请添加图片描述

这些了解下就可以，万一有机会使用呢！



预处理宏定义

预处理宏定义，其实就是#define声明的的一些开关字段，使用的均为大写。

在任意EffectAsset的资源中，我们看到的Precompile Combinations属性展示开关，就是它。

请添加图片描述

在EffectAsset资源的CCProgram片段中，顶点着色器和片段着色器使用的一些宏，也是宏定义。

//  顶点着色器
CCProgram sprite-vs %{precision highp float;#include <builtin/uniforms/cc-global>#if USE_LOCAL#include <builtin/uniforms/cc-local>#endif#if SAMPLE_FROM_RT#include <common/common-define>#endif// ...
}
// 片段着色器
CCProgram sprite-fs %{// ...#if USE_TEXTUREin vec2 uv0;#pragma builtin(local)layout(set = 2, binding = 12) uniform sampler2D cc_spriteTexture;#endif
}

甚至，后面要讲到的material材质的属性里面，也包含着宏定义开关。

请添加图片描述

这里注意：宏定义的显示与否，最终还是受着EffectAsset下的CCEffect属性参数和CCProgram着色器代码控制的。

理由很简单：Effect资源负责编写渲染参数和着色器实现，而Material材质负责对Effect的数据包装和可视化。


优点

引擎提供预处理宏定义的支持，它的几个特性主要有：

一、更好的管理代码内容，根据不宏生成不同组合的代码

二、更好的可视化及控制，方便调试

三、避免代码冗余，执行高效

这里注意：一般情况下，使用到的宏定义都会显示在属性面板上，但以CC_开头的不会显示。


内置宏定义

官方内置了很多的宏定义，这里简单罗列下常见的：

定义说明
USE_INSTANCING是否启用几何体实例化
USE_VERTEX_COLOR是否叠加顶点颜色和 Alpha 值
USE_TEXTURE是否使用主纹理（mainTexture）
USE_ALPHA_TEST是否进行半透明测试（AlphaTest）
SAMPLE_FROM_RT是否是从 RenderTexture 中采样

注：更多的内容可参考官方文档：

无光照宏

卡通渲染宏定义

PBR宏定义

这里注意，我们使用到的预处理定义宏，不仅包含着布尔类型，也会包含着常量、函数等。

在后面说到的Chunk中，它有一个通用的文件叫做：common-define.chunk

路径： ../internal/chunks/common/common-define

请添加图片描述

里面就包含了很多，常用的宏常量、函数等等。

注：如果仔细观察，引擎对EffectAsset资源预编译后

属性检查器中GLSL 300ES Output的输出就有它的影子。


用法

一般来说，使用#define常用于常量、布尔类型开关。比如：

#define USE_INSTANCING 0
#define USE_TWOSIDE 0
#define USE_ALBEDO_MAP 0

较为特殊的用法，便是引擎支持的设定指定的范围宏定义，主要有：

// 通过range([min, max])设定连续数字的宏定义
#pragma define-meta FACTOR range([-5, 5])
// 通过options([...]) 设定指定数字的宏定义
#pragma define-meta FACTOR options([-3, -2, 5])

这里注意：

一、#pragma 是通用的预处理命令，可指定编译选项、定义元数据等

二、#define 用于修饰静态的，比如替换文本，定义常量。

三、#pragma define-meta 是Cocos Creator提供的特有指令，可用于定义动态参数。

这样的好处便是：我们不需要重新编译，并且能够在属性检查器中动态调整。

以EffectAsset的着色器片段为例，主要代码如下

CCProgram sprite-fs %{// ...#pragma define-mate FILTER_TYPE range([0, 4]);vec4 frag () {vec4 o = vec4(1, 1, 1, 1);o *= CCSampleWithAlphaSeparated(cc_spriteTexture, v_uv0);#if FILTER_TYPE == 1// grayfloat gray = (o.r + o.g + o.b)/3.0;o = vec4(gray, gray, gray, o.a);#elif FILTER_TYPE == 2 // ...#elif FILTER_TYPE == 3// ...#elif FILTER_TYPE == 4// ...#endifreturn o;}
}%

在Effect的属性检查器中，便可以看到它的属性：

请添加图片描述

而在对应的材质属性检查器中看到的属性，通过调整便可预览效果。

请添加图片描述



Chunk

Chunk听着好像是一个很高大上的名词儿，其实简单的理解就是#include

CCProgram sprite-vs %{precision highp float;#include <builtin/uniforms/cc-global>#if USE_LOCAL#include <builtin/uniforms/cc-local>#endif
}

在日常开发中，我们会对一些通用的常量、方法等，进行分文件存放，使用的时候引用即可。

这样的方式，可以最大程度的复用代码逻辑。

引擎同样也做了这样的事情，所有的封装文件都在：internal/chunks 中。

请添加图片描述

这些跨文件代码的chunk封装，即跨文件代码引用机制，对我们编写Shader是很有帮助的。

上面的例子中提到的一个common-define.chunk 便是一个很好的例子。

官方内置的Chunk有很多，这里不在一一列举，可参考官方文档：

内置全局Uniform

公共函数库

注：Chunk的使用，仅针对于GL SL 300ES


使用

除了内置的Chunk外，官方支持开发者自定义创建Chunk片段，如下图所示：

请添加图片描述

在我们学习参考的示例中，还记得创建无光照Effect资源时候的这段配置吗？

CCEffect %{techniques:- name: opaquepasses:- vert: legacy/main-functions/general-vs:vert # builtin headerfrag: unlit-fs:frag
}%

如果学习使用，我们可以参考者将顶点着色器的逻辑，作为通用的chunk来使用。

比如，创建sprite-vs.chunk，只需要做到将CCProgram下的着色器代码拷贝过来，放进去就可以了。

precision highp float;
#include <builtin/uniforms/cc-global>
#if USE_LOCAL #include <builtin/uniforms/cc-local>
#endifin vec3 a_position; // 顶点的位置坐标(XYZ)
in vec2 a_texCoord; // 顶点的纹理坐标(UV)，用于映射纹理
in vec4 a_color;    // 顶点的颜色值(RGBA)out vec4 v_color;   // 用于向片元着色器传递顶点颜色，片元着色器中会插值处理
out vec2 v_uv0;     // 用于向片元着色器传递纹理坐标，用于纹理采样vec4 vert() {vec4 pos = vec4(a_position, 1);#if USE_LOCAL// 从局部坐标系转换到世界坐标系pos = cc_matWorld * pos;#endif#if USE_PIXEL_ALIGNMENT// cc_matView 视图矩阵, 将世界坐标系转换到视图坐标系pos = cc_matView * pos;       pos.xyz = floor(pos.xyz);// cc_matProj 投影矩阵，将视图坐标转换为裁剪坐标pos = cc_matProj * pos;       #else // cc_matViewProj 视图投影矩阵，将世界坐标转换为裁剪坐标pos = cc_matViewProj * pos;   #endif v_uv0 = a_texCoord;v_color = a_color;return pos;
}

然后，在CCEffect的片段中，修改下顶点着色器的路径即可：

CCEffect %{techniques:- passes:- vert: ../res/effect/rgb/sprite-vs:vertfrag: sprite-fs:frag
}%

延伸：GLSL 300ES

了解Chunk后，EffectAsset资源的着色器中关于output的预览代码就容易理解了。

由于Chunk基于GLSL 300 ES，那便以它为例，文件是builtin-sprite.effect的顶点着色器为例:

注：内容过多，只显示部分

// 着色器中调用的 #include <builtin/uniforms/cc-global>
// 引擎便将 ../chunks/builtin/unfiroms/cc-global的内容引用过来
layout(std140) uniform CCGlobal {highp   vec4 cc_time;mediump vec4 cc_screenSize;mediump vec4 cc_nativeSize;mediump vec4 cc_probeInfo;mediump vec4 cc_debug_view_mode;
};
// ...// 着色器调用的#include <builtin/uniforms/cc-local>
// 引擎便将 ../chunks/builtin/unfiroms/cc-local的内容引用过来
#if USE_LOCALlayout(std140) uniform CCLocal {highp mat4 cc_matWorld;highp mat4 cc_matWorldIT;highp vec4 cc_lightingMapUVParam;highp vec4 cc_localShadowBias;highp vec4 cc_reflectionProbeData1;highp vec4 cc_reflectionProbeData2;highp vec4 cc_reflectionProbeBlendData1;highp vec4 cc_reflectionProbeBlendData2;};
#endif
// 引擎引用下的 ../common/common-define.chunk的通用宏定义相关
#if SAMPLE_FROM_RT#define QUATER_PI         0.78539816340#define HALF_PI           1.57079632679#define PI                3.14159265359// ...'
#endif // 着色器的片段实现相关
in vec3 a_position;
in vec2 a_texCoord;
in vec4 a_color;
out vec4 color;
out vec2 uv0;
vec4 vert () {// ...
}// gl_Postion是GLSL语言中顶点着色器的最终输出
// main()接口的使用，是引擎在编译时自动添加的
// 这也是我们自定义着色器入口时不能使用main的原因
void main() { gl_Position = vert(); }


结尾

今天的文章到这里就算是结束了，如果理解有误，编写不当，希望您能指正一二。

我是鹤九日，祝您生活快乐！

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编程日记 2025/8/9 1:35:20

python局部变量和全局变量

文章目录 1.局部变量和全局变量2.局部变量2.1 局部变量的作用2.2 局部变量的生命周期 3. 全局变量3.1 函数不能直接修改全局变量的引用3.2 在函数内部修改全局变量的值3.3 全局变量定义的位置3.4 全局变量命名的建议 1.局部变量和全局变量 &#xff08;1&#xff09;局部变量 …...

编程日记 2025/7/30 12:31:18

⭐算法OJ⭐两数之和【哈希表】（C++ 实现）Two Sum

“两数之和”&#xff08;Two Sum&#xff09;是一道非常经典的算法题目&#xff0c;几乎是算法入门和面试准备的必做题之一。它的经典性体现在以下几个方面&#xff1a; 1. 算法入门的基础题目 这道题目是许多初学者接触 哈希表&#xff08;Hash Table&#xff09; 或 字典&…...

编程日记 2025/8/6 5:11:10

【AVRCP】Notification PDUs 深入解析与应用

目录 一、Notification PDUs 概述 二、GetPlayStatus：同步查询播放状态 2.1 命令功能与应用场景 2.2 请求格式（CT → TG） 2.3 响应格式（TG → CT） 2.4 注意事项 2.5 协议实现示例（伪代码） 三、RegisterNotification：异步事件订阅 3.1 命令概述 3.2 命令格式 …...

编程日记 2025/8/8 1:26:48

算法题（100）：腐烂的苹果

审题&#xff1a; 本题需要我们判断苹果是否可以完全腐烂&#xff0c;若可以完全腐烂&#xff0c;那么最短腐烂的所需时间是多少 思路&#xff1a; 方法一&#xff1a;多源BFS 首先我们分析腐烂过程&#xff0c;第一批腐烂苹果开始扩散&#xff0c;然后第二批腐烂苹果继续扩散&…...

编程日记 2025/8/12 2:11:54

某快餐店用户市场数据挖掘与可视化

1、必要库的载入 import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt import seaborn as sns2、加载并清洗数据 # 2.1 加载数据 df pd.read_csv(/home/mw/input/survey6263/mcdonalds.csv)# 2.2 数据清洗 # 2.2.1 检查缺失值 print(缺失值情况&#xff1a;) print(df.isn…...

编程日记 2025/8/8 11:33:29

【微服务】如何用Azure容器应用Job处理异步HTTP API请求

【微服务】如何用Azure容器应用Job处理异步HTTP API请求 推荐超级课程： 本地离线DeepSeek AI方案部署实战教程【完全版】Docker快速入门到精通Kubernetes入门到大师通关课AWS云服务快速入门实战目录 【微服务】如何用Azure容器应用Job处理异步HTTP API请求Azure容器应用中的长…...

编程日记 2025/8/8 10:53:21

安卓edge://inspect 和 chrome://inspect调试移动设备上的网页

edge://inspect 和 chrome://inspect 是用于调试浏览器中运行的网页和移动设备上的网页的工具。这两个工具分别属于 Microsoft Edge 和 Google Chrome 浏览器。以下是它们的详细介绍&#xff1a; chrome://inspect 如果是直接使用数据线调试&#xff0c;则只需要执行下面的第一…...

编程日记 2025/8/7 23:28:13

TX-LCN 框架

TX-LCN 框架通俗教学&#xff08;面试场景版&#xff09; 一句话概括 TX-LCN 是分布式事务的 “交通警察”&#xff0c;确保多个微服务操作要么全部成功&#xff08;比如转账扣款和到账&#xff09;&#xff0c;要么全部回滚&#xff08;比如网购下单失败后库存自动恢复&#…...

编程日记 2025/8/8 21:44:12

玩转github

me github 可以给仓库添加开发人员吗 4o 是的&#xff0c;GitHub允许仓库管理员为仓库添加开发人员&#xff0c;并设置这些开发人员的角色和权限。这里是一个简单的步骤指导&#xff0c;教你如何给一个 GitHub 仓库添加开发人员&#xff1a; 前提条件 你必须有这个仓库的权限&…...

编程日记 2025/7/2 3:42:56

Dubbo 深度解析

Dubbo 深度解析与实战指南 一、Dubbo 核心设计理念与应用场景 1.1 为什么需要 Dubbo&#xff1f; 随着互联网业务规模扩大&#xff0c;单体架构面临以下挑战&#xff1a; 服务依赖复杂&#xff1a;模块间耦合度高&#xff0c;难以独立迭代[[5]]。性能瓶颈&#xff1a;单一应…...

编程日记 2025/8/11 5:59:54

基于javaweb的SpringBoot校园运动会管理系统设计与实现(源码+文档+部署讲解）

技术范围&#xff1a;SpringBoot、Vue、SSM、HLMT、Jsp、PHP、Nodejs、Python、爬虫、数据可视化、小程序、安卓app、大数据、物联网、机器学习等设计与开发。 主要内容&#xff1a;免费功能设计、开题报告、任务书、中期检查PPT、系统功能实现、代码编写、论文编写和辅导、论…...

编程日记 2025/8/11 2:54:54