有时我们希望一份 Shader 源代码可能满足多种功能（如处理法线贴图、自发光、不同光照模式、阴影，支持GPUInstacing等多种功能）。所以我们需要能够实现Shader分支的方法。
一.Shader分支实现
主要有三种手段实现Shader分支：
1.静态分支
(1)定义:
在 Shader 代码中，使用#define定义激活分支。
使用 #if/#ifdef/#elif/#else/#endif 这样的预处理器指令实现的条件判断。这些判断在 Shader 编译阶段 就已经完成，而不是在运行时。（编译时选择代码分支）
#define LIGHT_ON
half4 frag(v2f i):SV_Target
{
#if defined(LIGHT_ON)
return xxx;
#else
return xxx;
#endif
}(2)优点：
零运行时开销：由于分支在编译时就确定了，运行时 GPU 不需要做任何判断，从而避免了动态分支的所有性能缺点。
更小的指令数量：最终的 Shader 代码只包含必需的指令，更加精简。
(3)缺点：
不够灵活：（运行时无法动态切换）一旦 Shader 编译完成，其行为就固定了。不能在运行时通过改变一个浮点数或整数来切换静态分支。
需要 Shader 变体来配合：如果想在运行时切换静态分支的不同版本，就需要为每个不同的静态分支组合生成一个独立的 Shader 变体。
2.动态分支
定义：在 Shader 代码中，使用 if/else、for 循环（条件在运行时决定）或 switch 语句来实现的条件判断。GPU 在 运行时 根据输入数据的值来决定执行哪个代码路径。(运行时选择代码分支)
优点：
灵活性高：可以在 Shader 内部根据每个像素或顶点的数据实时调整行为。
代码简洁：无需为每种组合编写单独的 Shader。不会造成代码膨胀（与着色器变体相比，着色器变体会为每一种分支生成一份Shader文件，相当于空间换时间）
缺点：
性能开销：可能引入额外的计算、内存访问、分支预测失败的惩罚，或者占用更多的寄存器资源。这会导致 GPU 无法充分发挥其并行处理的优势。
流水线停顿：复杂的分支逻辑可能导致 GPU 渲染流水线停顿，降低吞吐量。
3.着色器变体
着色器变体是实现运行时静态分支的一种核心手段（我称它为一种加强版静态分支）。 它不是一种独立的分支类型，而是 静态分支在 Unity 中最主要的表现形式和管理机制。通过 Unity 的 #pragma shader_feature 和 #pragma multi_compile 指令，可以让编译器根据不同的 Shader 关键字组合 来生成多个独立的 Shader 程序（即变体）
优点：（结合了动态分支和静态分支的优点）
结合了静态分支的性能优势：运行时没有动态分支的开销。
提供了运行时的灵活性：虽然每个变体内部是静态的，但可以在运行时动态切换选择不同的变体，从而实现功能的动态切换（例如，在材质面板勾选“启用法线贴图”）。
优化包体大小和编译时间（特别是 shader_feature）：通过只编译和包含实际使用的变体。
缺点：
变体爆炸：如果关键字数量过多且使用不当（尤其是 multi_compile），会生成海量变体，导致编译时间超长和包体巨大。
管理复杂性：需要仔细规划关键字和变体。
下面我们了解一下Unity中着色器变体(ShaderVariant)的概念和意义。
二.着色器变体(ShaderVariant)概述
在 Unity 中，Shader 变体（Shader Variants） 是一个重要的概念，它允许你用一份 Shader 源代码来支持多种不同的视觉效果或功能，同时还能优化性能和最终的游戏包体大小。你可以把它理解为同一个 Shader 的不同“编译版本”，每个版本都针对特定的功能组合进行了定制。
1.ShaderVariant是什么？
有时我们希望一份 Shader 源代码可能满足多种功能（如处理法线贴图、自发光、不同光照模式、阴影，支持GPUInstacing等多种功能）。Unity 允许你在一个 Shader 文件中通过使用 预编译指令（#pragma）和 Shader 关键字（Keywords） 来定义这些可选功能。
然而并不是所有的物体都需要所有这些功能。
当 Unity 编译 Shader 时，它会根据这些指令和项目中的实际使用情况，为所有可能的 关键字组合 生成一份份独立的、经过编译的 Shader 程序。这些独立的程序就是 Shader 变体。本质是一种静态分支的思想。
2.为什么需要ShaderVariant？
Shader 变体的存在是为了解决几个关键问题：
1. 性能优化（静态分支）
这是 Shader 变体最核心的优势。在 Shader 编程中，有两种方式实现条件逻辑：
（1）动态分支：在 Shader 代码中使用if/else语句。GPU 在运行时需要判断条件，这可能会导致性能下降，因为它可能需要执行两条分支的所有代码，或者引起管道停顿。
（2）静态分支：Shader 变体就是静态分支的体现。在编译时，Unity 已经根据关键字的状态，为每个功能组合生成了独立的 Shader 程序。运行时，GPU 直接加载并执行与当前渲染状态（例如，材质上是否开启了法线贴图）匹配的那个特定变体，无需进行额外的条件判断。这通常比动态分支更高效。
2. 代码复用与维护
通过在一个 Shader 文件中包含所有可选功能，你可以避免为类似的功能编写大量重复的 Shader 文件。这使得 Shader 代码更易于管理、修改和维护。
3. 灵活性与可配置性
Shader 变体允许你在 Unity 编辑器中通过材质属性或 C# 脚本轻松地开启或关闭 Shader 的特定功能，从而实现丰富的视觉效果定制，而无需修改 Shader 代码。
3.Unity中变体类型
Shader Variant的类型主要有2种：multi_compile 和 shader_feature。后篇中会介绍二者使用和管理上的区别。简单来说：
#pragma multi_compile指令会强制编译所有可能的关键字组合对应的 Shader 变体，无论这些变体是否在你的项目中被实际使用。
#pragma shader_feature指令会按需编译 Shader 变体，它只会编译和包含那些在你的项目中被 材质实际使用 的关键字组合对应的变体。
本篇完