UniVRM项目中的Shader模块重构与优化

在UniVRM项目的开发过程中，团队对VRMShaders模块进行了重要的重构和优化工作。这项工作不仅解决了现有架构中的多个技术痛点，还为未来的功能扩展和维护奠定了更好的基础。

重构背景与动机

UniVRM作为Unity平台上处理VRM格式的重要工具，其Shader模块一直存在几个关键问题：

1. 用户体验问题：原有VRMShaders作为一个独立包存在，名称含义不明确，导致用户理解困难，增加了不必要的学习成本。

2. 依赖管理混乱：VRM 1.0用户即使不需要MToon 0.X功能，也会被动引入相关Shader代码，增加了不必要的构建体积。

3. 技术债务：所有相关Shader都存放在Resources目录下，而Unity官方已明确表示Resources系统存在性能问题，属于不推荐使用的方案。

4. 架构问题：VRMShaders模块在代码依赖关系中处于最顶层，违反了良好的分层设计原则。

重构方案与实施

模块合并与重组

团队决定将VRMShaders模块合并到UniGLTF主项目中，这一决策带来了多重好处：

• 消除了用户需要单独安装不明含义包的需求
• 简化了命名空间结构，减少了不必要的using语句
• 使项目结构更符合Unity推荐的UPM包布局规范

依赖关系优化

重构后，解决了MToon 0.X被强制引入的问题。现在VRM 1.0用户可以只引入他们真正需要的Shader代码，减少了最终构建包的大小。

资源管理改进

移除了对Resources目录的依赖，采用更现代的Unity资源管理方案。这带来了：

• 更高效的资源加载性能
• 更好的内存管理
• 更符合Unity最佳实践的资源组织方式

架构层级调整

通过重构，解决了VRMShaders处于依赖关系最顶层的问题，建立了更合理的代码层级结构：

1. 基础工具层
2. 核心功能层
3. 特定格式实现层
4. 用户接口层

技术实现细节

在重构过程中，团队特别注意了以下技术要点：

1. Shader变体管理：优化了Shader变体的生成和管理策略，确保只包含必要的变体。

2. 材质兼容性：确保重构后的Shader能够正确处理各种VRM材质属性，包括但不限于：

   • 基础颜色
   • 法线贴图
   • 金属度/粗糙度
   • 自发光效果

3. 性能优化：针对移动平台特别优化了Shader性能，确保在各种设备上都能流畅运行。

重构带来的优势

1. 更清晰的代码结构：新架构使代码更易于理解和维护。

2. 更好的可扩展性：为未来添加新Shader或修改现有Shader提供了更灵活的基础。

3. 更小的构建体积：通过精确控制依赖关系，减少了不必要的代码和资源。

4. 更符合Unity最佳实践：采用Unity推荐的资源管理和包布局方案。

总结

这次UniVRM项目中Shader模块的重构工作，不仅解决了现有的技术问题，还为项目的长期发展奠定了更坚实的基础。通过合并模块、优化依赖、改进资源管理和调整架构层级，团队为用户提供了更简洁、高效和可维护的解决方案。这一系列改进将显著提升开发者的使用体验，并为未来功能的扩展提供了更大的灵活性。