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title: 着色器（光影）
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mentions:
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- SirLich
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- Dreamedc2015
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- yanasakana
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- MedicalJewel
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- SIsilicon
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# 着色器（光影）Shader
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<!--@include: @/wiki/bedrock-wiki-mirror.md-->
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:::warning
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本页所述的着色器与[Render Dragon](https://help.minecraft.net/hc/en-us/articles/360052771272-About-the-1-16-200-Update-for-Windows-10-)渲染引擎不兼容。这意味着在1.16.200版本后的Windows和主机设备，以及1.18.30版本后的其他设备上无法使用！
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## 概述
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着色器分为`glsl`和`hlsl`两个文件夹。要使着色器在所有设备上生效，需要同时用两种语言编写代码。在Windows平台测试时，使用`hlsl`即可。在两种语言间转换时需要注意语法差异，例如HLSL中的`float3`对应GLSL中的`vec3`。[此处](https://anteru.net/blog/2016/mapping-between-HLSL-and-GLSL/)可查看两种语言的对照表。
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## 材质
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顶点着色器、片段着色器和几何着色器（可选）通过材质配置文件组合使用。创建新材质时，需要参照原版资源包中的`.material`文件命名。例如：`materials/particles.material`。材质支持继承机制，使用冒号语法：`entity_alpha:entity_base`
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### 通用材质定义字段
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| **字段名称** | **描述** | **示例值** | **注意事项** |
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| ------------------ | ----------------------------------------------------------------------- | ------------------------------------------------ | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ |
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| `vertexShader` | 顶点着色器路径（相对于hlsl/glsl文件夹） | | HLSL着色器会自动添加`.hlsl`后缀 |
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| `fragmentShader` | 片段着色器路径（相对于hlsl/glsl文件夹） | | HLSL着色器会自动添加`.hlsl`后缀 |
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| `vertexFields` | 传递给顶点着色器的字段数组 | | 建议从原版材质中复制此字段 |
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| `variants` | 定义材质变体的对象数组 | | 建议从原版材质中复制此字段 |
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| `+defines` | 添加到着色器源码的`#define`指令数组 | | 适用于复用着色器时调整细节参数 |
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| `+states` | 启用的渲染状态数组 | `["Blending", "DisableAlphaWrite", "DisableDepthWrite"]` | OpenGL实现中对应[glEnable](https://www.khronos.org/registry/OpenGL-Refpages/gl2.1/xhtml/glEnable.xml)调用 |
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| `-defines` | 从继承的`+defines`中移除的指令数组 | | |
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| `+samplerStates` | 定义纹理采样方式的对象数组 | `{ "samplerIndex": 0, "textureFilter": "Point" }` | `textureFilter`指定采样方式，`textureWrap`定义纹理边界外访问行为 |
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| `msaaSupport` | 多重采样抗锯齿支持 | `Both` | |
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| `blendSrc` | 颜色源混合因子计算方式 | `One` | OpenGL实现中对应[glBlendFunc](https://www.khronos.org/registry/OpenGL-Refpages/gl4/html/glBlendFunc.xhtml)调用 |
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| `blendDst` | 颜色目标混合因子计算方式 | `One` | OpenGL实现中对应[glBlendFunc](https://www.khronos.org/registry/OpenGL-Refpages/gl4/html/glBlendFunc.xhtml)调用 |
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示例：
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::: code-group
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```json [材质示例]
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{
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"materials": {
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"version": "1.0.0",
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"particle_debug": {
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"vertexShader": "shaders/particle_generic.vertex",
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"fragmentShader": "shaders/particle_debug.fragment",
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"vertexFields": [
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{ "field": "Position" },
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{ "field": "Color" },
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{ "field": "UV0" }
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],
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"+samplerStates": [
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{
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"samplerIndex": 0,
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"textureFilter": "Point"
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}
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],
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"msaaSupport": "Both"
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}
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}
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}
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```
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完整材质文件规范请参考[材质文件JSON模式](https://github.com/stirante/bedrock-shader-schema/blob/master/materials.schema.json)。
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## 疑难解答
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### 着色器未生效
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每次修改着色器后，必须重启Minecraft才能完全重新编译着色器。
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### 编译错误
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出现编译错误时，错误信息中的行号可能需要检查前几行的代码，因为Minecraft会在编译前自动添加`#define`指令。
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### 找不到名为$Globals的常量缓冲区
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此错误可能与全局变量相关。尝试通过以下方式解决：
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- 在`main`函数中初始化变量
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- 改用`#define`指令定义常量
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## 实用技巧
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### 向着色器传递变量
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通过修改实体颜色可将数据传入着色器。输入值会被限制在`<0.0, 1.0>`范围内。传递较大数值时建议先进行归一化处理。
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### 使用时间变量
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全局`TIME`变量存储以秒为单位的浮点时间值。要获取基于粒子生命周期的计时器：
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::: code-group
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```json [粒子计时器配置]
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"minecraft:particle_appearance_tinting": {
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"color": ["variable.particle_age/variable.particle_lifetime", 0, 0, 1]
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}
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```
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在着色器中使用`PSInput.color.r`获取时间值，其中`0.0`表示粒子生成，`1.0`表示粒子消亡。
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### 相机朝向控制
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在实体着色器中实现相机方向相关效果：
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1. 在顶点/片段着色器的`PS_Input`结构体添加：
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```
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float3 viewDir: POSITION;
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```
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2. 在顶点着色器中添加：
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```
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PSInput.viewDir = normalize((mul(WORLD, mul(BONES[VSInput.boneId], float4(VSInput.position, 1)))).xyz);
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```
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3. 在片段着色器中使用`PSInput.viewDir`控制渲染逻辑
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### 调试技巧
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将调试值转换为颜色输出是最直观的方式：
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::: code-group
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```hlsl [颜色调试]
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PSOutput.color = float4(PSInput.uv, 0., 1.);
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```
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这会生成红绿渐变，显示UV坐标范围。推荐使用[调试着色器](http://files.stirante.com/debugShader.zip)，修改HLSL第70行代码可显示不同变量：
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::: code-group
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```hlsl [调试代码]
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int ascii = getFloatCharacter( cellIndex, <需要显示的向量> );
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```
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:::
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注意：GLSL版调试着色器可能导致崩溃，建议仅用于调试。
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