Unity Shader 分支策略-TaHub

Unity Shader 分支策略对比表

维度	`if` 动态分支	`shader_feature` 静态变体	`multi_compile` 动态变体
定义	运行时通过 `uniform bool` 控制逻辑分支	编译时生成静态变体，通过关键字启用/禁用	编译时生成所有变体，运行时动态切换关键字
GPU 执行效率	⚠️ 可能有分支开销（移动端性能差）	✅ 无分支，直接执行对应代码（最优）	✅ 无分支，直接跳转变体（最优）
CPU 开销	低（仅 `SetFloat` 调用）	低（初始化时 `EnableKeyword`）	中（运行时频繁切换关键字略高）
内存占用	最低（1 份 Shader 代码）	中（按需加载变体）	高（预编译所有变体，可能内存膨胀）
变体数量	无变体	按需生成（节省内存）	固定生成（易爆炸，如 `N` 个选项 → `2^N` 变体）
适用场景	高频切换（如每帧变化）、简单逻辑	静态配置（如材质类型）、包体敏感项目	低频切换（如技能状态）、复杂逻辑
代码示例	`if (_Enable) { ... }`	`#if _FEATURE_A ... #endif`	`#pragma multi_compil`

详细说明

1. `if` 动态分支

优点：
- 灵活，适合实时交互（如角色受击闪烁、动态天气）。
- 不增加变体数量，适合简单逻辑。
缺点：
- 移动端可能有 线程分歧（Thread Divergence） 性能损失。
- 编译器可能无法优化静态 bool。

2. `shader_feature` 静态变体

优点：
- 无运行时分支，GPU 效率最高。
- 变体按需加载，内存更友好。
缺点：
- 仅适合 初始化后不再修改 的效果（如角色皮肤材质类型）。

3. `multi_compile` 动态变体

优点：
- 无分支开销，适合 低频但复杂 的效果切换（如技能形态变更）。
缺点：
- 变体预编译可能导致 内存爆炸（如 _A _B _C 生成 8 种组合）。
- 频繁切换关键字的 CPU 开销 略高于 bool。

决策指南

何时用哪种？

用 if 动态分支：
- 每帧变化的简单效果（如动态高亮）。
- 避免变体数量失控时。
用 shader_feature：
- 效果在材质初始化时确定且不变（如是否启用法线贴图）。
- 包体大小敏感的项目。
用 multi_compile：
- 需要无分支的高性能，且切换频率低（如角色装备切换）。
- 注意控制变体数量（避免组合爆炸）。

代码示例对比

// 1. if 动态分支
uniform bool _EnableEffect;
void frag() {
    if (_EnableEffect) { albedo *= 2.0; } // 运行时判断
}

// 2. shader_feature 静态变体
#pragma shader_feature _EFFECT_ENABLED
void frag() {
    #if _EFFECT_ENABLED // 编译时决定
        albedo *= 2.0; 
    #endif
}

// 3. multi_compile 动态变体
#pragma multi_compile _EFFECT_A _EFFECT_B
void frag() {
    #if _EFFECT_A // 运行时切换
        albedo = float4(1,0,0,1); 
    #elif _EFFECT_B
        albedo = float4(0,0,1,1); 
    #endif
}