[docs][feat]: 补充微信小游戏渲染与卡牌 Shader 文档
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@@ -0,0 +1,193 @@
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# FFCard_WeChat 卡牌 Shader 框架
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## 一、定位
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这套 Shader 是 `FFCard_WeChat` 的卡牌业务实现，面向 Unity `2022.3.29f1`、URP `14.0.11` 和微信小游戏。它不属于 `StrayFogCore`，也不作为其他项目必须遵循的通用框架。
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实现位于：
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Assets/Game/GameHFResource/CN/Shaders/HFShader/
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├── HLSL/HFMath.hlsl
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├── HLSL/HFCardCommon.hlsl
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├── HFCardUnlitOpaque.shader
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├── HFCardUnlitCutout.shader
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├── HFCardUnlitTransparent.shader
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├── HFCardUnlitYDepthCutout.shader
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└── Runtime/
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`HFCardBack.shadergraph` 不在 v1 的迁移范围内。
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### HFMath 通用数学库
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`HLSL/HFMath.hlsl` 只封装无纹理、无材质属性和无卡牌资源依赖的纯算法。当前包含矩形遮罩与重映射、扩张 UV 还原、单位 Quad 按 UV 向外扩张、矩形外缘距离、RG 法线重建并转换到世界空间、自动扫光带、错峰正弦脉冲、交叉星芒、Rec.601 亮度计算、径向/定向进度遮罩和通用溶解遮罩。
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每个函数在源码中必须说明功能、返回值或参数约束以及适用场景。卡牌窗口坐标、宝石位置、纹理采样、材质 CBUFFER 和最终颜色合成继续保留在业务 HLSL 中；不得把具体美术资源的 UV 常量写入 `HFMath.hlsl`。
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## 二、Shader 选择
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| Shader | Queue | ZWrite | Pass | 用途 |
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|---|---:|---|---|---|
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| `HF/Card/UnlitOpaque` | Geometry | On | Forward、DepthOnly、ShadowCaster | 完全不透明卡牌 |
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| `HF/Card/UnlitCutout` | AlphaTest | On | Forward、DepthOnly、ShadowCaster | 有透明裁剪边缘的卡牌 |
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| `HF/Card/UnlitTransparent` | Transparent | Off | Forward | 半透明卡牌，依赖透明排序 |
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| `HF/Card/UnlitYDepthCutout` | AlphaTest | On | Forward、DepthOnly、ShadowCaster | 需要按 Y 轴产生真实深度遮挡的裁剪卡牌 |
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| `HF/Card/StylizedPremiumYDepthCutout` | AlphaTest | On | Forward、DepthOnly、ShadowCaster | 带边框高光、视角闪面和边缘光的精品卡牌 |
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| `HF/Card/StylizedSurfaceCutout` | Geometry | On | Forward、DepthOnly、ShadowCaster | 不透明背景、手绘浮雕卡框、糖果宝石与自动扫光；使用标准物体变换，不包含 Y 轴深度偏移 |
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普通半透明卡牌优先使用透明排序；只有需要写入深度并产生真实遮挡时才使用 YDepthCutout。
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## 三、材质属性契约
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| 属性 | 含义 |
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| `_BaseMap` | 卡牌主纹理，材质级配置，不建议逐帧通过 MPB 替换 |
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| `_BaseColor` | 主颜色乘色 |
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| `_Alpha` | 最终 Alpha 乘数 |
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| `_Cutoff` | Cutout 裁剪阈值 |
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| `_HFYDepthScale` | Pivot 世界 Y 到附加世界 Z 的缩放 |
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| `_HFYDepthOffset` | 附加世界 Z 的偏移 |
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| `_Cull` | 剔除模式 |
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四个 Shader 使用同一套 `UnityPerMaterial` CBUFFER 布局。YDepthCutout 的顶点公式固定为：
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最终世界 Z = Transform 后的世界 Z + 物体 Pivot 世界 Y × _HFYDepthScale + _HFYDepthOffset
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Y 深度项作为附加偏移，不覆盖 Transform 后的世界 Z，因此卡牌会完整跟随物体 XYZ 位移与旋转。`_HFYDepthScale` 可取正值或负值，用来匹配相机朝向和遮挡顺序。Forward、DepthOnly 和 ShadowCaster 复用同一顶点变换与 Alpha Clip。
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精品卡牌 Shader 默认使用程序化边框与闪面，不需要额外贴图即可预览。启用 `_HF_EFFECT_MASK` 后，`_EffectMask` 的 R、G、B 通道分别控制边框、闪面和边缘光区域；这是一个 Local Keyword，只有确实需要美术遮罩的材质才启用。`_ShimmerProgress` 用于由业务动画控制闪面位置，不依赖全局时间。
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参考贴图位于 `HFShader/ReferenceTextures/`：
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- `HFCardPremium_BaseMap_Reference.png`：完整卡面构图和材质层次参考。
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- `HFCardPremium_EffectMask_Reference.png`：与 BaseMap 对应的 RGB 分区示例，不作为量产卡面的最终精确遮罩。
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EffectMask 必须按线性数据纹理导入，关闭 sRGB；为避免通道串色，参考遮罩关闭纹理压缩。BaseMap 与 EffectMask 都使用 Clamp，避免卡牌边缘发生 Repeat。
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手绘卡框使用 `StylizedSurfaceCutout`。它保持 `Cull Off`，并在一个 Forward Pass 内根据面朝向选择正反面：
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- 正面等价 `Cull Back`，只显示 `_BaseMap`，按 BaseMap Alpha 裁剪，并叠加浮雕、宝石和扫光。
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- 背面等价 `Cull Front`，只显示 `_BackgroundMap`；背面 U 轴自动翻转，并以 BackgroundMap Alpha 定义卡背透明轮廓。外描边按该 Alpha 轮廓向外膨胀，不再固定使用完整矩形。
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- `_RoleMap` 使用固定内容映射（卡面 UV 的 X `0.055~0.918`、Y `0.315~0.940`），角色显示窗口扩展到 Y `0.958`，以覆盖实际约为 `0.953` 的顶部弧形开口并预留抗锯齿余量。角色不再读取 HighlightMap 黑色区域作为 Mask，而是通过 BaseMap 自身 Alpha 透明开口显示；BaseMap 非透明卡框始终覆盖在角色上方。不提供角色位移属性或运行时 Property ID。
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- `_HighlightMap`：R 为宽高光、G 为锐高光、B 为扫光与框体范围；Shader 从 RGB 邻域高度差重建卡框浮雕法线。
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HighlightMap 必须关闭 sRGB、MipMap 和纹理压缩，并使用 Clamp。新版 `CardKuang_HighlightMap1.png` 与 `CardKuang_BaseMap.png` 均为 `792×1112`，用于新的金色边框、顶部铭牌、中央黑色宝石和右下角金属砝码。HighlightMap 必须从 BaseMap 同坐标像素确定性派生，不能使用重新绘制或生成式近似轮廓：R 由同位置材质亮度生成宽高光，G 由同位置亮度梯度生成锐高光，B 由 BaseMap Alpha 与材质色差生成框体和扫光范围。当前信息图有效像素全部位于 BaseMap 有效 Alpha 内。正面依次合成 RoleMap、BaseMap 和 HighlightMap，背面只采样 BackgroundMap；不再依赖已失效的 NormalMap 和 MaterialMask。`_ReliefDepth` 控制从 HighlightMap RGB 邻域重建的卡框法线、倒角明暗和凹槽压暗，但不修改顶点或任何采样 UV。基础高度明暗只读取当前 UV，重建法线限制为轻微坡面并仅影响局部高光，避免深度为 `1` 时因强侧光造成卡框视觉偏移。金属框继续使用宽窄双层高光。B 通道直接参与扫光范围，不再被其他缺失遮罩清零。中央宝石位置、强度、饱和度、亮度、呼吸速度和闪光频率均为 Shader 内固定美术预设，不再开放材质属性或运行时 Property ID。
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外描边通过 UV 方向把单位 Quad 四角分别向外平移，再重映射卡面 UV。它不再围绕物体原点缩放顶点，因此改变 `_OutlineWidth` 只会增加卡牌边界外侧的几何空间，`_BaseMap` 的世界位置和尺寸保持不变；该实现要求使用宽高为 `1` 的四顶点 Quad。正面仅使用 BaseMap 的真实 Alpha 外缘，并把卡面 UV 的 X `0.045~0.955`、Y `0.275~0.988` 定义为禁止描边的内部角色开口及其最大膨胀保护区；该范围已覆盖 `Outline Width=12` 的采样距离，同时在 0~1 UV 最外侧保留真正外轮廓的描边空间。因此 BaseMap 中间可以使用透明 Alpha，而角色窗口和顶部铭牌两侧的弧形开口不会生成内描边。背面使用完整矩形卡背轮廓。正面轮廓在目标宽度的 `25%`、`50%`、`75%` 和 `100%` 四层分别进行八方向采样，形成从内到外的连续膨胀，避免只在最大半径复制卡框直边而产生孤立细线。正反面共用一个开关、一组 HDR 颜色和一个 `Outline Width`（范围 `1~12`），内部按约 3 倍 BaseMap 像素换算，保证缩小后的 UI 仍然可见。`_SweepEnabled` 打开后由 Shader 使用 `_Time` 自动循环，不需要业务代码逐帧写入进度。专用 ShaderGUI 仅在勾选 Auto Sweep 时显示颜色、速度、强度、宽度、柔边和方向参数。DepthOnly 与 ShadowCaster 复用扩张后的正反面轮廓。
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卡牌溶解使用 `_DissolveMap`，并通过材质面板开放的 Tiling/Offset（`_DissolveMap_ST`）独立控制噪声密度和位置；变换顺序为先把卡牌 UV 限制到 `0~1`，再应用 Tiling/Offset，因此外描边区域与卡牌边缘使用一致的溶解采样。`_DissolveChannel` 在 R/A 通道中选择灰度；低值区域随 `_DissolveProgress` 从 `0` 到 `1` 先消失。`_DissolveEdgeColor` 为 Add HDR 消散边缘颜色，其 Alpha 作为附加强度，`_DissolveEdgeWidth` 控制噪声值空间中的边缘宽度。正面、背面及其外描边都应用相同的溶解裁剪和 HDR 边缘，DepthOnly 与 ShadowCaster 复用同一遮罩，避免画面已消失但深度或阴影仍残留。卡框示例材质为 `HF_CardKuang_StylizedSurface.mat`。
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Canvas `Image` 使用独立 Shader `HF/Card/StylizedSurfaceUI`。它复用场景版卡框、角色、卡背、浮雕、高光、扫光、双面 Alpha 外描边和卡牌溶解算法，但不包含 DepthOnly 或 ShadowCaster，并改用 UI Transparent、Stencil、RectMask2D、CanvasGroup 顶点颜色和 `unity_GUIZTestMode`。UI 溶解沿用 `_DissolveMap` 的 R/A 通道、Tiling/Offset、进度、Add HDR 边缘颜色和边缘宽度；正面、背面及外描边共享同一裁剪结果，保留像素再继续接受 UI 压暗、分界线和粒子合成。UI Image 应使用中心 Pivot 和完整 `0~1` UV 的未打包 Sprite，卡牌内容仍由材质的 BaseMap、BackgroundMap 与 RoleMap 提供。
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UI 版最终输出在进度线上方叠加压暗锁定层，不增加网格，也不把画面转换成灰度；`_UIRevealDarkness` 在 `0~1` 控制未恢复区域的压暗程度，0 保持原亮度，1 为全黑，默认 0.55。进度从 `0` 到 `1` 时蒙板由下向上解除，分界效果仅在进度严格位于 `0~1` 中间时显示。分界线不再包含电弧、Noise、脉冲、程序亮芯或横向滚动；`_UIRevealLineMap` 使用 R 通道直接决定分界显示形状，其基础贴图 Y=0.5 固定对应当前中线。分界线高度参数已移除，贴图 Tiling 围绕 UV 0.5 缩放并控制显示大小，Offset 只提供额外偏移；`_UIRevealLineColor` 提供 Add HDR 着色。`_UIRevealParticleMap` 使用 R 通道提供向卡牌本地 UV 下方流动的粒子形状，其 Tiling/Offset 控制粒子重复密度和排列。`_UIRevealParticleMaskMap` 使用 R 通道完全控制粒子的显示范围与拖尾，遮罩局部 Y=0.5 始终跟随中线，并独立开放 Tiling/Offset。公开参数收敛为压暗强度、分界线 HDR 颜色、粒子 HDR 颜色/速度；动画时间固定读取 `HFTimeManager` 写入的全局 `_UnscaledTime`。粒子属于 Canvas Image 内部像素效果，随 Image 旋转并受卡牌轮廓、RectMask2D 和 Stencil 裁剪。
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该材质不提供 Y 轴深度缩放或偏移，顶点只使用标准物体 Transform。SurfaceMap、艺术光、Cull 和内部高光参数隐藏并使用固定预设。
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### 闪卡范围材质
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“扇卡类型”中的压扇、合扇和劈扇范围提示使用三份职责独立的 Shader，便于后续按类型单独修改美术效果；纹理采样、预乘透明合成和进度算法由公共 HLSL 复用：
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```text
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Assets/Game/GameHFResource/CN/Shaders/HFShader/
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├── HFFanRangePress.shader
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├── HFFanRangeMerge.shader
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├── HFFanRangeCleave.shader
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└── HLSL/HFFanRangeCommon.hlsl
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Assets/Game/GameHFResource/CN/Material/FanRange/
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├── HF_FanRange_Press.mat
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├── HF_FanRange_Merge.mat
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└── HF_FanRange_Cleave.mat
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```
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| Shader | 展开方式 | 主体/底图 | 亮芯/填充 |
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|---|---|---|---|
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| `HF/FanRange/Press` | 从纹理中心径向扩张 | `yashan2.png` | `yashan1.png` |
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| `HF/FanRange/Merge` | 程序化扇区，开角可调，沿固定最大半径向外延伸 | BaseMap（`01.png`） | 程序化 Mask × HDR 填充颜色 |
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| `HF/FanRange/Cleave` | 程序化窄扇，宽度可调，从下方向上延伸 | BaseMap（`pishan1.png`） | 程序化 Mask × HDR 填充颜色 |
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公共材质属性契约如下：
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| 属性 | 传入内容 |
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|---|---|
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| `_BodyMap` / `_GlowMap` | 仅旧版压扇使用的主体与独立亮芯贴图；合扇和新版劈扇不使用这两个属性 |
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| `_BaseMap` | 合扇使用角度×半径极坐标 UV 的完整扇面底图；劈扇使用宽度重映射后的纵向 UV 底图；两者的 Alpha 都只控制底图自身，不参与程序化延伸 |
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| `_BaseColor` | 合扇和劈扇使用；BaseMap 的 HDR 乘色，RGB 控制染色与增亮，Alpha 只控制底图自身透明度，不影响填充、运动层和描边 |
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| `_FillColor` | 合扇和劈扇使用；不依赖填充贴图，程序化当前范围直接使用该 HDR 颜色和 Alpha |
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| `_FillSideShrink` | 合扇和劈扇使用；只让 HDR 填充从左右等量向中心缩减，`0` 保持完整，`0.2` 左右各缩减 10%，`1` 完全隐藏；运动层和填充描边同步跟随，BaseMap 不变 |
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| `_FillOutlineColor` / `_FillOutlineWidth` | 合扇在当前填充半径内侧绘制 HDR 弧面描边；劈扇在当前向上延伸终点内侧绘制 HDR 端面描边 |
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| `_MotionMap` | 独立动态贴图；压扇围绕中心缩放，合扇沿极坐标半径向外滚动，劈扇沿宽度修正后的 UV Y 向上滚动；合扇和劈扇均覆盖在实际可见的 HDR 填充层上 |
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| `_Fill01` | 压扇控制旧版主体显现；合扇控制 HDR 填充向外延伸；劈扇控制 HDR 填充从下向上延伸；均为 `0` 隐藏、`1` 完整显示 |
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| `_BottomUpCull01` | 仅合扇使用；`0` 完整显示，`1` 完全剔除，沿扇柄到外圆弧方向推进并保持扇形弧面边界；统一裁切底图、填充、运动层和描边 |
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| `_FillSoftness` | 合扇只柔化 BaseMap 最终外圆边缘，劈扇只柔化 BaseMap 最终顶边；不影响两者的 HDR 填充、运动层或填充描边；压扇保持旧版语义 |
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| `_SectorAngle` | 仅合扇使用，控制完整开角（度）；最大边长固定为归一化 `1`，不作为材质参数开放 |
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| `_Width` | 仅劈扇使用；以 UV X=`0.5` 为中心控制完整显示宽度，`0` 完全隐藏，`1` 使用底图完整宽度 |
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| `_NineSliceBorder` | 仅劈扇使用；BaseMap 九宫格左、右、下、上边距，单位为源纹理像素；默认 `(30,30,30,30)`，四角和边线保持比例，中间区域承担 Transform 非等比拉伸 |
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| `_MotionChannel` / `_MotionColor` | 合扇和劈扇使用；选择 MotionMap 的 R 或 A 作为强度，并用 HDR 颜色控制最终运动层颜色与 Alpha |
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| `_MotionSpeed` | 压扇为每秒缩放循环次数；合扇为每秒沿半径向外滚动的极坐标 UV 单位；劈扇为向上滚动速度 |
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| `_MotionScaleMin` / `_MotionScaleMax` | 仅压扇使用，控制动态贴图单向循环缩放的最小值与最大值 |
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三份 Shader 固定使用 `Transparent+200`、`ZTest Always`、`ZWrite Off`、`Cull Off` 和预乘 Alpha 混合 `Blend One OneMinusSrcAlpha`，因此只用于始终显示在卡牌上方的范围贴片，不参与深度、阴影或卡牌本体渲染。每份 Shader 只有一个 Forward Pass；合扇和劈扇分别使用独立业务 HLSL，便于后续按类型单独调整轮廓算法。合扇与劈扇都只采样 BaseMap 和 MotionMap 两张纹理，HDR 填充不增加纹理采样。
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压扇与劈扇的亮芯层不参与进度裁切。合扇扇柄中心固定为 UV `(0.5, 0)`，最大半径固定为 `1`，当前半径直接等于 `_Fill01`。由于合扇渲染几何只使用原 Quad 上半区，实际几何宽高比为 `2:1`，极坐标内部固定将 X 距离乘 `2` 进行角度补偿；因此 `_SectorAngle=90` 对应完整圆的 `1/4`，左右各偏离中心线 `45` 度。合扇按“程序化 HDR 填充 → 运动层 → 完整 BaseMap 底图 → 当前弧面 HDR 描边 → 从下往上弧形剔除”的顺序合成，使底图边框和纹理细节覆盖在填充之上。`_FillSoftness` 只向内柔化 BaseMap 的最终外圆边缘；HDR 填充推进边缘、运动层和弧面描边仅使用屏幕导数进行最低限度的抗锯齿，不读取该材质参数。弧面描边只向当前半径内部占宽，不越过进度边界。`_BottomUpCull01` 对最终预乘颜色和 Alpha 统一裁切，因此所有合成层同步消失。
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动态层使用 `HFTimeManager` 每帧写入的全局 `_UnscaledTime`，动画不受 Unity `Time.timeScale` 影响。压扇动态贴图从最小值单向放大到最大值后直接重播；合扇在极坐标图的半径轴上向外滚动；劈扇沿原始 UV Y 向上滚动。合扇动态层在 HDR 填充之后合成，其最终 Alpha 乘以填充层的实际 Alpha，因此只覆盖 `_Fill01` 已经延伸且 `_FillColor.a` 可见的区域；不再依赖 BaseMap Alpha，也不会继承 `_FillSoftness` 的底图外缘柔化。
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新版劈扇按“从下向上的程序化 HDR 填充 → 向上运动层 → 完整 BaseMap 底图 → 当前端面 HDR 描边”的顺序合成，使底图斜边、边框和内部纹理覆盖在填充之上；不提供 `_BottomUpCull01`。`_Width` 以中心线收窄程序化范围，同时重映射底图和运动纹理 UV；`_FillSideShrink` 则只在该范围内部继续对 HDR 填充左右收拢，不改变 BaseMap。与合扇一致，劈扇的向上延伸、运动层和端面描边只读取程序化宽度与进度，不读取 BaseMap 的颜色或 Alpha；BaseMap Alpha 仅控制底图自身轮廓。BaseMap 在采样前使用 `_NineSliceBorder` 和物体 X/Y 缩放执行九宫格重映射，四角及四边保持参考尺寸，只有中间区域吸收非等比拉伸；该逻辑不改变程序化填充或 MotionMap UV。运动层最终 Alpha 乘以填充层实际 Alpha，因此不会越过 `_Fill01`、`_FillSideShrink`，或在 `_FillColor.a` 为零时单独显示。
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合扇与劈扇固定使用 Unity 内置单位 Quad，并在顶点阶段把局部 Y 从 `-0.5~0.5` 映射到原 Quad 上半区 `0~0.5`。因此 UV 底边中心、扇柄底点与 GameObject Transform 原点重合，`_Fill01=1` 只到达原 Quad 上边界，对应原 Quad 总高度的 `1/2`，不会向上超出原网格范围；旋转、缩放和位移仍完整跟随物体。该操作只改变渲染顶点，不修改原始 Mesh 或 MeshCollider，若业务依赖碰撞范围必须单独同步 Collider。
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v1 只提供 Shader 和示例材质，不接入手势、战斗流程或表现组件。后续表现组件应复用 `MaterialPropertyBlock` 写入 `_Fill01`，不要为每次动画实例化 Material。
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## 四、运行时 API
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运行时代码位于独立业务程序集 `GameHF.CardShaders`，命名空间为 `GameHF.Rendering`。
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```csharp
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var block = new MaterialPropertyBlock();
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var state = new HFCardShaderState
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{
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BaseColor = Color.white,
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Alpha = 1f,
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Cutoff = 0.5f,
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YDepthScale = 1f,
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YDepthOffset = 0f
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};
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HFCardShaderUtility.Apply(renderer, block, state);
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```
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调用方必须长期复用 `MaterialPropertyBlock`，并显式初始化 `HFCardShaderState` 的全部字段。`Apply` 会先读取 Renderer 已有 PropertyBlock，再覆盖框架管理的字段，因此不会清除其他业务属性，也不会实例化 Material。使用 MPB 会影响对应 Renderer 参与 SRP Batcher 的方式，是否划算必须以微信真机测量为准。
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`HFCardShaderPropertyIds` 额外提供 `BackgroundMap`、`SweepEnabled`、`ReliefDepth`、`GemStrength`、`GemPulseSpeed` 和 `GemSparkleFrequency`。现有 `HFCardShaderState` 与 `Apply` 接口保持不变；单卡效果差异由调用方在复用的 MPB 中写入对应 Property ID。
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UGUI 使用该立体材质时，所属 Canvas 必须在 Additional Shader Channels 中启用 `Normal` 和 `Tangent`。否则 CanvasRenderer 不会生成卡面切线基，NormalMap、浮雕与宝石高光会和场景 Quad 不一致。`GameStart` 示例 Canvas 已配置为 Normal + Tangent（序列化标志值 `24`）。
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## 五、扩展规则
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- 新增纹理、额外 Pass 等结构性功能时使用 Local Keyword，并控制真实材质组合数量。
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- 灰化、闪白、亮度和动画进度等高频状态使用普通属性与 MPB。
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- 不把所有功能合并为一个 Uber Shader；新渲染状态优先拆分成职责明确的 Shader。
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- 新增 Pass 时必须保证顶点位移和 Alpha Clip 与 Forward Pass 一致。
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- BaseMap、Render Queue、Blend 和 ZWrite 属于材质结构配置，不通过每帧 API 动态切换。
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## 六、验证
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1. 在 Unity 中确认四个 Shader 无编译错误，并检查材质 Inspector 的 SRP Batcher 兼容性。
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2. 用不同 Pivot Y 的多个 Quad 验证统一深度平面、Scale 正负方向和 Offset。
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3. 使用 Frame Debugger 检查 Forward 正面两次、背面一次纹理采样，以及 DepthOnly、ShadowCaster 对完整 Quad 的深度写入。
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4. 验证正面只显示 BaseMap、背面只显示 BackgroundMap，扫光不影响背面，并检查三颗宝石错峰呼吸和星芒。
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5. 构建 WebGL 2，检查 Shader 编译日志、粉色材质和首帧卡顿。
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6. 在微信开发者工具以及 Android、iOS 真机复核遮挡、内存和 GPU 帧耗。
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平台通用约束和完整验收基线见[微信小游戏渲染规则](../../modules/frameworks/微信小游戏渲染规则.md)。
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## 七、文档关联
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| 文档 | 关联原因 |
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| [微信小游戏渲染规则](../../modules/frameworks/微信小游戏渲染规则.md) | WebGL 2、URP、变体、透明深度和真机验证规则 |
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| [工作流清单](../../rules/40-工作流清单.md) | Unity 工程与文档仓库的验证流程 |
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Reference in New Issue
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