shader-graph-best-practices

本技能面向使用 Unity Shader Graph（基于节点的可视化着色器编辑器）进行 URP 或 HDRP 项目开发，尤其是移动端目标的场景。当用户涉及 Shader Graph、基于节点的着色器、子图、Custom Function 节点、移动端着色器优化、自定义光照、精度控制等主题时适用。

【触发条件】涉及 Unity Shader Graph 的视觉着色器编写工作流，或引用 Ben Cloward、Cyanilux、Daniel Ilett 等人的 Shader Graph 教程时触发。

【核心规则】

移动端目标建议节点数保持在 100 以下：每个节点都会编译为着色器指令，超过约 100 个节点后移动 GPU 会触及指令缓存上限，性能急剧下降。
移动端应将图形级精度设为 Half：在 Graph Inspector 中将 Precision 改为 Half，仅对位置和 UV 等个别节点覆盖为 Float。
子图用于组织而非优化：子图提升可读性，但会内联编译，不减少指令数量；其价值在于跨图形复用，降低项目整体维护成本。
Custom Function 节点是逃生通道：当着色器图无法高效表达某操作、或简单操作需要过多节点时，用 HLSL 编写 Custom Function 节点，尤其适用于光照访问、复杂数学和平台相关分支。
Shader Graph 会自动生成所需各 Pass（ForwardLit、ShadowCaster、DepthOnly、DepthNormals、Meta），无需像 HLSL 那样处理多 Pass，但也无法单独优化各个 Pass。

【在 Shader Graph 中实现自定义光照】默认 Lit 目标使用 PBR，移动端常需要更简单的光照。可借助 Cyanilux 的自定义光照子图：安装 Cyanilux/URP_ShaderGraphCustomLighting 包后，会向 Shader Graph 添加 MainLight（方向、颜色、阴影衰减）、AdditionalLights（遍历额外光源，移动端慎用）、AmbientSH（球谐环境光）、MainLightShadows（阴影采样）、Cel/Toon Shading（阶梯式光照）等子图节点。使用模式：将图目标设为 Unlit（关闭 Unity 的 PBR 光照）；加入 Cyanilux 的 MainLight 子图获取光方向与颜色；自行计算漫反射 saturate(dot(Normal, LightDirection)) * LightColor；从 AmbientSH 子图加入环境光；乘以反照率贴图；输出到 Unlit 图的 Color 输出。这样可完全控制光照复杂度，对移动端尤为重要，因为 PBR 的多纹理 GGX/Smith BRDF 通常开销过高。

【节点效率技巧】

合并操作：例如将 Multiply → Add → Multiply → Saturate（4 个节点）改为一个 Custom Function 节点 saturate(a * b + c) * d（1 个节点）。
使用 Shader Graph 变量：ShaderGraphVariables 包提供 Register Variable 与 Get Variable 节点，避免在复杂图中重复计算同一数值，相当于代码中的局部变量。
纹理采样效率：使用单个 Sample Texture 2D 节点并拆分通道，而非多次采样同一纹理；法线贴图使用 Type 设为 Normal 的 Sample Texture 2D 节点，会自动处理解包；将遮罩打包进单张纹理的 RGBA 通道。
移动端应避免的高成本节点及其替代方案：Fresnel Effect（中）可手动实现 1 - saturate(dot(ViewDir, Normal)) 后再 Power；Voronoi（高）改为预烘焙到纹理；Gradient Noise（高）改用 Simple Noise 或预烘焙；Triplanar（高，3 次纹理采样）仅用于特定网格，不用于地形；Normal From Height（高）改用真实法线贴图；Custom Render Texture（高）尽可能预烘焙。

【全屏 Shader Graph（Unity 6+）】 Unity 6 引入 Full Screen Shader Graph 用于后处理效果，配合 URP 的 Full Screen Pass Renderer Feature 使用：新建目标为 Full Screen 的 Shader Graph；图接收 URP 的相机颜色与深度作为输入；应用后处理效果（暗角、色彩校正等）；在 URP Renderer 上添加 Full Screen Pass Renderer Feature；指定该 Full Screen Shader Graph 材质。移动端注意：每次 Full Screen 通道都是一次全屏 blit，应尽可能将多个效果合并到单个 Full Screen 图中。

【移动端检查清单】图形级精度设为 Half；在需要处将位置与 UV 节点覆盖为 Float；节点总数 < 100；不使用 Voronoi 或 Gradient Noise 节点（改为预烘焙）；若光照简单，使用 Unlit 目标加自定义光照而非 Lit 目标；纹理采样 ≤ 4；不在大面积表面使用 Triplanar；使用子图进行组织与复用；可切换特性使用 shader_feature（而非 multi_compile）关键字；在目标分辨率下于 Shader Graph 预览中测试。

【参考资源】仓库：Cyanilux Custom Lighting Sub-Graphs（https://github.com/Cyanilux/URP_ShaderGraphCustomLighting）、Cyanilux Shader Graph Variables（https://github.com/Cyanilux/ShaderGraphVariables）、Unity Shader Graph Example Library（https://github.com/UnityTechnologies/ShaderGraph_ExampleLibrary）、Unity Production Ready Shader Graph Samples（https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.shadergraph@17.4/manual/Shader-Graph-Sample-Production-Ready-Detail.html）。教程：Cyanilux Intro to Shader Graph（2025 年 3 月，https://www.cyanilux.com/tutorials/intro-to-shader-graph/）、Daniel Ilett 10+ 部分 Shader Graph Basics（https://danielilett.com/）、Ben Cloward 每周 Shader Graph 教程（YouTube 与 https://www.bencloward.com）、MinionsArt 约 200 篇 Shader Graph 教程（https://minionsart.github.io/tutorials/）。关键人物：Ben Cloward（前 Unity Shader Graph 团队，现就职于 ILM，每周发布 Unreal 与 Unity Shader Graph 教程）、Cyanilux（维护最活跃的 URP Shader Graph 仓库，涉及自定义光照、代码模板、变量）、Daniel Ilett（Shader Graph Basics 系列作者，著有《Building Quality Shaders for Unity》）、MinionsArt（Joyce，基于 GIF 的快速着色器技巧，200 篇教程）、Gabriel Aguiar（VFX Graph 与 Shader Graph 教程，涉及传送门、水、龙卷风）。其他来源：Cyanilux Shader Graph Tutorials（https://www.cyanilux.com/）、Daniel Ilett Shader Graph Basics（https://danielilett.com/）、Shader Graph: Precision Modes（https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.shadergraph@6.9/manual/Precision-Modes.html）、Quick Unity Tips: Under 100 Nodes for Mobile（https://quickunitytips.blogspot.com/2025/11/unity-shader-optimization-guide-2025.html）、80.lv: URP Render Graph in Unity 6（https://80.lv/articles/introduction-to-urp-s-render-graph-in-unity-6）。

技能介绍