Unity3D的内置宏 REQUIRES_VERTEX_SHADOW_COORD_INTERPOLATOR

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在Unity URP中，REQUIRES_VERTEX_SHADOW_COORD_INTERPOLATOR 是一个与阴影计算相关的内置宏（Shader Variant Keyword），它的作用是：

核心含义

控制顶点着色器是否需要生成并传递阴影坐标插值器
当该宏被激活时，Unity会在顶点着色器阶段计算主光源的阴影坐标，并通过顶点着色器输出结构体（Varyings）传递到片元着色器。这使得片元着色器可以直接使用插值后的阴影坐标进行阴影采样，避免在片元阶段重复计算。

触发条件

该宏会自动激活，当以下条件满足时：

1. 项目中启用了 主光源阴影（Main Light Shadows）
2. 使用了 逐顶点阴影坐标插值 的优化模式（而非逐片元计算）
3. 在Shader中通过 #pragma multi_compile 启用了阴影相关功能（例如 _MAIN_LIGHT_SHADOWS）

典型应用场景

在URP的Shader中，你会在顶点着色器输出结构体 Varyings 中看到类似代码：

struct Varyings {
    float4 positionCS : SV_POSITION;
    float3 positionWS : TEXCOORD0;
    // 当 REQUIRES_VERTEX_SHADOW_COORD_INTERPOLATOR 激活时，自动添加阴影坐标字段
    #if defined(REQUIRES_VERTEX_SHADOW_COORD_INTERPOLATOR)
    float4 shadowCoord : TEXCOORD1;
    #endif
};

技术原理

1. 阴影坐标生成
   顶点着色器通过 GetShadowCoord(vertexInput) 计算阴影坐标，并存储在 shadowCoord 中。

2. 插值优化
   阴影坐标在顶点阶段计算后，通过插值器传递到片元着色器，减少片元阶段的计算量。

3. 自动编译控制
   Unity会根据项目设置和Shader特性，在编译时自动决定是否启用该宏，生成不同的Shader变体。

对比其他阴影模式

调试与手动控制

1. 强制启用/禁用（不推荐）
   在Shader顶部添加以下代码，手动控制宏的状态：

   #define REQUIRES_VERTEX_SHADOW_COORD_INTERPOLATOR // 强制启用
   // #undef REQUIRES_VERTEX_SHADOW_COORD_INTERPOLATOR // 强制禁用
   

2. 查看激活状态
   通过 #if defined(REQUIRES_VERTEX_SHADOW_COORD_INTERPOLATOR) 判断宏是否生效。

3. 依赖的Unity配置
   确保以下设置正确：

   • Project Settings > Graphics > URP Asset 中启用 Shadows
   • 光源的 Cast Shadows 属性为开启状态

常见问题解决

问题现象：
编译Shader时出现类似错误：

error CS0103: The name 'shadowCoord' does not exist in the current context

解决方案：

1. 检查是否遗漏阴影相关宏定义：

   #pragma multi_compile _ _MAIN_LIGHT_SHADOWS
   #pragma multi_compile _ _MAIN_LIGHT_SHADOWS_CASCADE
   

2. 确保在片元着色器中正确获取阴影坐标：

   #if defined(REQUIRES_VERTEX_SHADOW_COORD_INTERPOLATOR)
   float4 shadowCoord = input.shadowCoord;
   #else
   float4 shadowCoord = TransformWorldToShadowCoord(input.positionWS);
   #endif
   

最佳实践

1. 保持自动管理：通常无需手动操作该宏，依赖Unity的自动编译机制即可。
2. 性能敏感场景：在移动端项目中，优先使用顶点插值模式（激活该宏）以减少片元计算。
3. 复杂阴影需求：需要高质量软阴影时，可考虑禁用该宏，改用片元阶段计算。

通过理解这一宏的作用机制，可以更高效地调试URP Shader中的阴影相关问题。