节点复用

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公共子表达式消除:两个节点若从相同输入计算出相同结果,在生成的资产中就是同一个节点。

(自 2.0.0 起) 复用是对编译器中间图形(IR)执行的一次遍历,在整个资产构建完成后运行一次,而不是 1.x 生成器在构建节点时查询的缓存。规则相同——两个具有相同类和相同参数的节点是同一个节点——但它适用于每个节点,因此若干 1.x 从不共享的结构现在会被共享(参见永不合并的内容)。

去重遍历

遍历运行在一个生成资产的图形上:一个 Shader,或一个 ShaderFunction / ShaderLayer / ShaderLayerBlend。一个声明了材质和两个函数资产的 .dsm 有三个独立的图形,它们之间不共享任何内容。

第 2–4 遍会重复执行,最多四次,直到某一轮不再改变任何内容:一次折叠可以使两个节点变得相等,而一次合并可以把两个相等的常量放到折叠器面前。

该遍历不局限于某个块。它一次性看到整个图形,因此写在 then 分支中、又写在 else 分支中的子表达式,或者在 if 之后写的子表达式,都是同一个节点。

合并的内容

当两个节点的每一部分都相等时,它们就是同一个节点:

操作数和引脚通过它们读取的节点进行比较。该遍历从前到后工作,在合并节点本身之前先合并其输入,因此相等性是结构性的:当两个节点以相同方式读取相等的节点时,它们就是相等的。

是值,不是文本

比较基于节点,绝不基于源文本。变量代表它持有的节点,因此:

• 在两个文本上相同的表达式之间重新赋值变量会产生两个不同的节点;
• 当 UV3 持有的节点与 UV1 相同时,UV1.x * 2.0 和 UV3.x * 2.0 是同一个节点;
• 构建相同节点的两种拼写是同一个节点:F_Tint(a, b) 和 F_Tint(Color = a, Tint = b),1 和 1.0。

大小写不同的名称是同一个声明(伴随警告 DSH5275),因此 F_Tint(Color = a) 和 F_Tint(color = a) 也是同一个节点。

永不合并的内容

其他所有内容在相等时都会被合并 (自 2.0.0 起)。这包括 1.x 从不共享的内容:

参数和属性

标量、向量、纹理或静态布尔属性是材质参数,对它的每次读取都是该参数的节点:相等的节点,因此资产中是一个节点。(自 2.0.0 起) 1.x 的重复已消失——一个参数在 if 分支内首次读取、之后再次读取,是同一个节点。

类型为参数节点(TextureSampleParameter2D、ChannelMaskParameter……)的属性在每次使用时都以其声明的默认值和元数据写出;具有相同参数的使用是一个节点,而具有不同引脚的引脚调用是另一个节点,它指向同一个材质参数。

[!NOTE] Outputs 表达式目标——Expression( … ).Pin[i] 和 块形式——是在读取 Outputs 部分时分组,而不是由本遍历分组:每个类和参数列表一致的绑定(参数名忽略 大小写、顺序任意、排除引脚索引)填充一个节点的不同引脚,而绑定两次的引脚是 DSH3268。这正是参数列表的确切拼写至关重要的原因:多一个或少一个参数就是第二个节点,悄无声息地。块形式的存在是为了消除让这种错误变得容易的重复——它只写一次规范,并降低为 N 个不会产生分歧的绑定。

可观察的后果

• 一个资产中同一数值的每一次出现都是 一个 Constant 节点：1 与 1.0、 0.5 与 .5。常量比较精确到 9 位有效数字。
• 一个取反 -x 是 Multiply(x, Constant(-1))。同一个 -x 写两次是一个 Multiply；两个 不同的取反各自拥有自己的 Constant(-1) （自 2.0.0 起；1.x 共用同一个）。一个 取反常量的写法（-0.5）会折叠为一个 Constant。
• A + B 写两次会产出一个 Add 节点——前提是两个操作数都是相同的节点，且通过 相同的输出读取。
• UE.TexCoord(Index = 0) 写五次会产出 一个 TextureCoordinate 节点 （自 2.0.0 起； 1.x 会产出五个）。
• Src.rgb 使用十次是一个 ComponentMask，或者当 Src 具有 RGB 输出 引脚时完全不产生节点。
• F_Tint(a, b) 与 F_Tint(b, a) 是不同的节点；F_Tint(Color = a) 与 F_Tint(color = a) 是同一个节点。
• 由于该遍处理会跨越 if 分支，在两个分支中写入的共享子表达式只构建一次， 且 If 的两个输入都读取它。
• 节点 布局 在合并后的图上计算，因此合并后的节点只有一个位置，不会留下空隙。 请参阅图布局。

示例

Shader(Name="Docs/M_Reuse")
{
    Properties { vec3 Tint = vec3(1.0, 0.5, 0.2); }
    Settings   { Domain = "UI"; ShadingModel = "Unlit"; }
    Outputs    { vec3 Color; Base.EmissiveColor = Color; }

    Graph {
        vec2 UV1 = UE.TexCoord(Index = 0);
        vec2 UV2 = UE.TexCoord(Index = 0);   // the same node as UV1
        vec2 UV3 = UV1;                      // a plain alias: no node at all

        float A = UV1.x * 2.0;
        float B = UV3.x * 2.0;               // same node as A
        float C = 2.0 * UV1.x;               // a different node: operands swapped

        Color = Tint * (A + B + C);
    }
}

生成的节点：

TextureCoordinate  Index=0        -> UV1, UV2, UV3
ComponentMask      R              -> UV1.x, UV3.x
Constant           2.0            -> shared by all three multiplications
Multiply           UV1.x * 2.0    -> A, B
Multiply           2.0 * UV1.x    -> C
Add                A + B          (A and B are the same value, so this is Add(m, m))
Add                (A+B) + C
VectorParameter    Tint
Multiply           Tint * (...)

七条语句产生九个节点 （自 2.0.0 起）：两个 TexCoord 调用合并为一个节点，而 .x swizzle 无论被读取多少次都是一个 ComponentMask。

另请参阅

• 表达式 —— 其结果会被合并的运算符
• Swizzle —— swizzle 的代价，以及 1.x 源所保留的恒等掩码
• 构造函数 —— 常量折叠，另一个减少节点数的机制
• 字面量 —— 数值字面量如何变成常量
• 调用 —— 调用节点及其参数列表
• if / else —— 为什么复用不以分支为作用域
• MaterialAttributes —— Make/Set/读取节点
• 图中的参数 —— 参数节点是如何生成的
• 图布局 —— 保留下来的节点被放置在何处
• UE.Expression —— Class= 参数以及节点的属性