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Axmol v3 全面迈向 HLSL-first Shader 工作流

news 2026/7/19 3:39:58

Axmol v3 的跨平台渲染工作流迎来了一次基础性升级：引擎 Shader 已从以 GLSL 为源的旧流程迁移到HLSL-first。开发者现在可以维护一份 HLSL 源码，再由全新的 Axmol 专用 Shader 编译器axslcc 3.99为 D3D11、D3D12、Vulkan、Metal、OpenGL 和 OpenGL ES 生成目标代码与运行时反射信息。

这次迁移并不只是把.vert、.frag改写成.hlsl。它同时重新梳理了 Shader 编译、资源反射、顶点输入、采样器和各 RHI 后端之间的契约，让跨平台 Shader 的行为更统一，也让后续渲染功能能够建立在更清晰、可维护的基础之上。

一份 HLSL，覆盖全部 RHI

新的 CMake Shader 流程会根据项目启用的 RHI 自动选择编译目标。顶点、像素与计算 Shader 使用_vs.hlsl、_fs.hlsl/_ps.hlsl和_cs.hlsl命名，并由axslcc一次生成所需后端的代码包。构建系统还加入了 Shader variant 支持，可为同一份源码组合不同的预处理定义。

Axmol 内置 Shader、3D 渲染、VR，以及 ImGui、Live2D、Spine、Box2D Testbed 和 cpp-tests 中的 Shader 已一并迁移。过去用于 GLSL 转换和生成静态 Shader 信息的旧流程也随之退出。

顶点输入改用语义匹配

旧工作流通常依赖a_position、a_texCoord这样的变量名。HLSL-first 工作流改为使用 HLSL semantic 的名称与索引匹配顶点数据，例如：

struct VSInput { float3 position : POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; float4 color : COLOR0; };

变量可以叫position、pos或任何其他名字；真正的绑定契约是POSITION0、TEXCOORD0和COLOR0。除了引擎内置语义，新的运行时模型也支持自定义 semantic，为扩展渲染路径和实例数据提供了更自然的表达方式。

统一的采样器模型

采样器是这次重构的另一项重点。base.hlsli提供 22 个稳定的内置 preset，包括LinearClamp、PointWrap、AnisoClamp和阴影比较采样器等常用组合：

#include "base.hlsli" Texture2D u_tex0; float4 main(float2 uv : TEXCOORD0) : SV_Target0 { return u_tex0.Sample(LinearClamp, uv); }

如果内置 preset 无法满足需求，也可以声明具名的自定义SamplerState，并在创建Program之前通过SamplerRegistry注册对应状态。Shader 反射记录的是稳定的逻辑绑定，各后端再将其映射为 D3D sampler slot、D3D12 descriptor、Vulkan descriptor set、Metal sampler 或 GL/ES combined sampler。

新的Program校验会在自定义采样器未注册或 Shader 模块编译失败时将程序标记为无效，避免错误悄悄进入绘制阶段。

新的反射与资源绑定契约

axslcc 3.99的 Shader 包和反射 ABI 已针对 Axmol RHI 重新设计。运行时现在可以直接获得：

顶点输入的 semantic 名称、索引与后端位置；
texture、sampler、uniform buffer 和 storage resource 的最终绑定信息；
内置 sampler preset 与 Program-local 自定义 sampler 的明确区分；
各目标代码是文本还是原生字节码等必要元数据。

Shader 作者无需手写register(...)。资源按统一规则声明，由编译器分配确定性的逻辑绑定，再由 RHI 完成后端翻译。D3D11、D3D12、Vulkan、Metal 与 OpenGL/ES 的实现均已适配这一模型，其中也包括 Vulkan 的独立 image/sampler descriptor set，以及 D3D12 的 descriptor heap 分配更新。