材质系统总览

EffectAsset 是由用户书写的着色流程描述文件, 详细结构及书写指南可以参考这里.
这里主要介绍引擎读取 EffectAsset 资源的流程:

在编辑器导入 EffectAsset 时, 会对用户书写的内容做一次预处理, 替换 GL 字符串为管线内常量, 提取 shader 信息, 转换 shader 版本等.
还以 builtin-unlit.effect 为例, 编译输出的 EffectAsset 结构大致是这样的:

这里的信息量不小，但大多数时候这些细节都不需要普通开发者关心，重要的是：
对任意目标平台，所有着色必要的基础信息已经全部都在这里提前准备好，以保证跨平台和最高的运行效率，
同时在最后构建时会针对当前平台剔除所有冗余的信息，以保证最好的空间利用率。

Material 资源可以看成是 EffectAsset 在场景中的资源实例, 它本身的可配置参数有:

• effectAsset 或 effectName: effect 资源引用, 使用哪个 EffectAsset 所描述的流程进行渲染? (必备)
• technique: 使用 EffectAsset 中的第几个 technique? (默认为 0 号)
• defines: 宏定义列表, 需要开启哪些宏定义? (默认全部关闭)
• states: 管线状态重载列表, 对渲染管线状态 (深度模板透明混合等) 有哪些重载? (默认与 effect 声明一致)

  effectName: 'pipeline/skybox',
  defines: { USE_RGBE_CUBEMAP: true }
});

有了这些信息后, Material 就可以被正确初始化(标志是生成渲染使用的 Pass 对象数组), 用于具体模型的渲染了.

mat.setProperty('cubeMap', someCubeMap);
console.log(mat.getProperty('cubeMap') === someCubeMap); // true

这些属性都是在材质资源对象本身内部生效, 还并不涉及场景.

Material 通过挂载到 Renderable 上与场景连接, 所有需要设定材质的 Component (MeshRenderer, SkinnedMeshRenderer等) 都继承自它.

根据子模型的数量, Renderable 也可以引用多个 Material 资源:

同一个 Material 也可挂载到任意多个 Renderable 上, 一般在编辑器中通过拖拽的方式即可自动赋值.
而当场景中的某个模型的 Material 需要特化的设置, 会在从 Renderable 获取 Material 时自动做拷贝实例化, 创建对应的 MaterialInstance，从而实现独立的定制.

const comp2 = someNode2.getComponent(MeshRenderer);
const mat2 = comp2.material; // 拷贝实例化, mat2 是一个 MaterialInstance，接下来对 `mat2` 的修改只会影响 `comp2` 的模型

Material 与 MaterialInstance 的最大区别在于，MaterialInstance 从开始就永久地挂载在唯一的 Renderable 上，只会对这个模型生效，而 Material 则无此限制。

特别地, 如果只是希望修改 defines 或 states, 我们提供更高效的直接设置接口, 只需提供相对当前值的重载即可:

mat2.overridePipelineStates({ rasterizerState: { cullMode: GFXCullMode.NONE } });

但注意，这些接口只能对 MaterialInstance 实例调用，而不能对 Material 资源调用。

每帧动态更新 uniform 值是非常常见的需求, 在类似这种需要更高效接口的情景下, 可以手动调用对应 pass 的接口:

// 初始化时保存以下变量
const pass = mat2.passes[0];
const color = new Color('#dadada');
// 每帧更新时：
color.a = Math.sin(director.getTotalFrames() * 0.01) * 127 + 127;

编辑器内置了几种常见类型的材质，无光照的 unlit、基于物理光照的 standard、skybox、粒子、sprite 等；
作为一个快速的参考，下面是 builtin-standard 材质各着色参数的组装流程：

相对应的，还有控制这些参数的宏定义：