Godot 着色器与特效

shader 语言用法、材质选择、粒子、后处理、屏幕与深度采样。先判断内置功能够不够，不够再写 shader。

范围

先查内置

做法

何时写 shader

内置属性组合不出来才写：

• 逐像素动态效果：溶解、描边、扭曲
• 读屏幕或深度
• 顶点形变：风摇、水波
• 程序化纹理、自定义混合
• 只改颜色、透明、亮度，先用 modulate 与材质属性

shader 类型

• spatial 另有 blend_mul diffuse_toon specular_disabled shadows_disabled 等
• 完整 render_mode 表见 references/shader-language.md
• BaseMaterial3D.stencil_mode 与 stencil 相关 render_mode 是 4.5+

三种参数

• 共用一个材质但各自状态不同，如闪白、溶解进度：用 instance uniform，不复制材质
• instance uniform 只用于 spatial 与 canvas_item
• 3D 在 GeometryInstance3D 上设，CanvasItem.set_instance_shader_parameter() 是 4.4+
• instance uniform 不支持纹理与数组，每个 shader 最多 16 个
• 同一网格多个材质时用 instance_index 提示避免冲突
• global uniform 先在项目设置 Shader Globals 页创建，写入 shader_globals/<名字>
• 未创建时编辑器保存 shader 编译失败，运行时只警告且取值不对
• global uniform 适合风力、昼夜、玩家位置，设置便宜
• global_shader_parameter_get() 在编辑器外报错返回 null，数值自己记一份
• 颜色 uniform 加 source_color，作反照率的贴图 uniform 也加

命中闪白

shader_type canvas_item;

instance uniform float flash : hint_range(0.0, 1.0) = 0.0;
uniform vec4 flash_color : source_color = vec4(1.0);

void fragment() {
	COLOR.rgb = mix(COLOR.rgb, flash_color.rgb, flash);
}

extends Sprite2D

var _tween: Tween

func hit() -> void:
	if _tween != null:
		_tween.kill()
	set_instance_shader_parameter(&"flash", 1.0)
	_tween = create_tween()
	_tween.tween_property(self, "instance_shader_parameters/flash", 0.0, 0.15)

• modulate 是乘法，暗部到不了白，不开 HDR 2D 时超过 1 被截断
• 闪白用 mix 到目标色
• 普通 uniform 可 tween_property(material, "shader_parameter/flash", ...)
• 前提是先 set_shader_parameter() 写过初值
• 共享材质的普通 uniform 会让所有实例一起闪
• 要分开：用 instance uniform，或开材质的 resource_local_to_scene

屏幕与深度纹理

shader_type canvas_item;

uniform sampler2D screen_texture : hint_screen_texture, repeat_disable, filter_linear_mipmap;
uniform float blur : hint_range(0.0, 5.0) = 2.0;

void fragment() {
	COLOR = textureLod(screen_texture, SCREEN_UV, blur);
}

• 读模糊版本需要 filter_*_mipmap 且 LOD 大于 0
• 2D 里第一个用 hint_screen_texture 的节点触发整屏拷贝，后面的不再拷
• 重叠时用 BackBufferCopy 节点分段
• 3D 屏幕纹理在不透明物体之后、透明物体之前截取，看不到透明物体
• 用了屏幕纹理的材质自己被当作透明
• 深度纹理 hint_depth_texture 非线性，用 INV_PROJECTION_MATRIX 还原
• hint_normal_roughness_texture 仅 Forward+

• 用 #if CURRENT_RENDERER == RENDERER_COMPATIBILITY 区分，4.4+
• 配方见 references/shader-recipes.md

后处理顺序

前一级够用就停：

• CompositorEffect 跑在渲染线程，不碰场景树
• 不用一串平级 SubViewport 手搓 bloom，先开 Environment.glow_enabled
• 细节见 references/post-processing.md

2D 的 glow

Environment.background_mode 必须设为 Environment.BG_CANVAS，否则 2D 内容不进环境效果，Compatibility 实测。

extends Node2D

func _ready() -> void:
	var env: Environment = Environment.new()
	env.background_mode = Environment.BG_CANVAS
	env.background_canvas_max_layer = 0
	env.glow_enabled = true
	env.glow_hdr_threshold = 0.8
	var world_env: WorldEnvironment = WorldEnvironment.new()
	world_env.environment = env
	add_child(world_env)

• HDR 2D：rendering/viewport/hdr_2d，仅 Forward+ 与 Mobile，启动时读取
• 运行时改根视口的 use_hdr_2d
• HDR 2D 下改在线性空间混合，半透明更显眼，字体变粗
• HDR 2D 下 canvas shader 的颜色采样器必须有 source_color
• UI 不发光：放在层号大于 background_canvas_max_layer 的 CanvasLayer
• glow_bloom 大于 0 让整个画面变亮
• Compatibility 的 glow 没有 glow_blend_mode glow_levels/* glow_map

粒子

extends GPUParticles3D

func _ready() -> void:
	one_shot = true
	finished.connect(queue_free)
	restart()

• 一次性特效：one_shot 加 finished 信号
• 外观用绘制通道网格上的材质
• 序列帧：BaseMaterial3D.billboard_mode 选 BILLBOARD_PARTICLES 并设帧数
• 子发射器：父节点 sub_emitter 指向子节点，父级材质设 sub_emitter_mode
• SUB_EMITTER_AT_START 是 4.4+，子节点总数受它自己的 amount 限制
• 拖尾：trail_enabled，绘制通道用 RibbonTrailMesh 或 TubeTrailMesh
• 拖尾材质开 use_particle_trails，Compatibility 不支持
• 3D 粒子只与 GPUParticlesCollision3D 派生节点碰撞，2D 只与 LightOccluder2D
• 吸引器、湍流、序列帧细节见 references/particles.md

VisualShader

• 用于美术在图里试效果，预览直观
• 要预处理器 #include 或复杂逻辑用文本 shader
• 工具栏显示生成代码可看等价文本
• 资源检查器 Convert to Shader 转成文本 shader，单向不可逆

复用代码

• .gdshaderinc 放函数库，#include "res://shaders/lib.gdshaderinc" 引入
• 只有 .gdshaderinc 能被包含，不能循环包含，深度最多 25
• 包含文件里一般不写 shader_type

陷阱

参考

• references/csharp.md：C# 项目先读，本文各节示例的 C# 写法，从 C# 设置 shader 参数
• references/shader-language.md：render_mode 表、内置变量、uniform 提示、类型对照、预处理
• references/shader-recipes.md：溶解、描边、深度淡出、全屏雾、风摇、灰度、include
• references/particles.md：粒子细节、吸引器、湍流、序列帧
• references/post-processing.md：Environment 项、glow、CompositorEffect、全屏方案
• https://docs.godotengine.org/en/stable/tutorials/shaders/index.html
• https://docs.godotengine.org/en/stable/tutorials/3d/particles/index.html
• https://docs.godotengine.org/en/stable/tutorials/rendering/compositor.html