材质图到 HLSL 的翻译

两步：翻译 vs 编译

点 Apply 时引擎收集混合模式、着色模型、用途标记，以及描述表面的全部节点，填进模板，得到「着色器配方」（HLSL）。之后再把 HLSL 编成 GPU 字节码。Epic KB 强调本轨只需弄清图→HLSL；字节码与排列爆炸的细节可另见 Matt Pettineo《The Shader Permutations Problem》等（文中外链，本库未收录）。（How the Unreal Engine Translates a Material Graph to HLSL）

在编辑器中：Window → Shader Code → HLSL Code 可只读查看生成代码，再复制到带 HLSL 高亮的编辑器里拆读。（How the Unreal Engine Translates a Material Graph to HLSL、Essential Material Concepts）

Essential Concepts 说得更直白：节点图在幕后被静默翻译成 HLSL；用户能看、不能在编辑器里直接改那段 HLSL。（Essential Material Concepts）

模板与调用链

生成的 HLSL 基于 Engine/Shaders/Private/MaterialTemplate.ush：结构体与函数体里是 %s 占位符，运行时做文本替换。填好的函数由像素着色器 BasePassPixelShader.usf 调用，真正画每个像素。（How the Unreal Engine Translates a Material Graph to HLSL）

FMaterialCompiler 是接口；标准路径实现是 FHLSLMaterialTranslator（另有 Lightmass、Proxy）。调用路径：

flowchart TB
  A["FMaterial::CacheShaders"] --> B["BeginCompileShaderMap"]
  B --> T["FHLSLMaterialTranslator::Translate"]
  B --> E["GetMaterialEnvironment"]
  B --> S["GetMaterialShaderCode"]
  B --> C["FPartialShaderMap::Compile"]

（How the Unreal Engine Translates a Material Graph to HLSL）

一个材质通常对应多份着色器（渲染特性 × 平台 × Usage），不是「一材质一着色器」。（How the Unreal Engine Translates a Material Graph to HLSL）这与 着色频率与材质系统 里「材质模板 → 着色器变体」以及静态参数导致的排列爆炸（见 材质系统）是同一工程问题的不同侧面。

节点如何变成表达式：UMaterialExpression::Compile

每个彩色节点继承 UMaterialExpression，关键虚函数是 Compile（另有 GetCaption、GetKeywords）。声明在各自头文件，实现集中在 MaterialExpressions.cpp；节点可自带常量与 FExpressionInput。（How the Unreal Engine Translates a Material Graph to HLSL）

Compile 返回 int32：已编译结果在翻译器内部数组中的下标（逻辑上的「指针」）。若输入针脚已连线，先递归 Compile 子树；否则用节点自带常量（如 Compiler->Constant(ConstA)）。以 Add 为例，最终落到 FHLSLMaterialTranslator::Add。（How the Unreal Engine Translates a Material Graph to HLSL）

常量折叠：内置节点的核心优化

Add 并不只是拼 "%s + %s"，而是按操作数「是否整次 draw call 恒定」分支：

这就是常量折叠 (Constant Folding)：避免 GPU 反复算「整次绘制都不变」的值。（How the Unreal Engine Translates a Material Graph to HLSL）同文在 Custom 节点文档中强调：Custom 阻止常量折叠，指令数往往明显高于等价内置节点图——见 Custom 材质表达式。（Custom Material Expressions）

示例图在 CalcPixelMaterialInputs 中的典型落点（便于对照 HLSL Code 窗口）：

非常量中间结果写成 LocalN；子图会做哈希，相同计算复用同一 LocalN，避免重复算。（How the Unreal Engine Translates a Material Graph to HLSL）

编辑器版 Emissive 的特殊 lerp

即使 Emissive 针脚空着，编辑器编译出的材质仍可能出现「用户自发光」与某个 VectorExpression 的 lerp，系数由引擎控制——用于选中高亮；Cook 后的着色器会优化掉。（How the Unreal Engine Translates a Material Graph to HLSL）读 HLSL Code 时不要把这段当成运行时必付成本。

与图形学轨的对应