如何在Godot单着色器中灵活切换纹理过滤模式？

我编写了一款为色盲用户设计的着色器，用于为物体添加图案效果（效果示例：物体表面覆盖可区分的图案纹理，帮助色盲用户识别不同物体）。

目前图案作为着色器参数传入，使用线性过滤：

uniform sampler2D pattern : filter_linear;

这款着色器需要同时应用于像素风格和平滑风格的物体——像素风格物体需要使用filter_nearest，平滑风格物体需要使用filter_linear。但Godot着色器语言似乎不支持通过着色器参数设置过滤类型，也无法使用文档中提到的filter_default关键字（该关键字可继承所应用节点的过滤设置）。

我能想到的解决办法只有编写两个不同的着色器，或者设置两个纹理输入参数，但这两种方案都不够理想。如何配置单个着色器来优雅地处理这两种过滤类型？

附上当前着色器代码：

shader_type canvas_item;

uniform vec3 color1 = vec3(1.0, 1.0, 1.0);
uniform vec3 color2 = vec3(1.0, 1.0, 1.0);

uniform sampler2D pattern : filter_linear;
uniform float patternScale = 3.;

void fragment()
{
    float textureW = float(textureSize(TEXTURE, 0).x);
    float textureH = float(textureSize(TEXTURE, 0).y);
    float patternW = float(textureSize(pattern, 0).x);
    float patternH = float(textureSize(pattern, 0).y);

    vec2 patternCoordinates = vec2(mod(UV.x * textureW / patternW / patternScale, 1.), mod(UV.y * textureH / patternH / patternScale, 1.));
    float patternValue = 1. - texture(pattern, patternCoordinates).r;

    vec4 color = COLOR;
    vec3 patternColor = (color.a > .7 ? (color1 * (1. - patternValue) + color2 * patternValue) : color1);
    color.r *= patternColor.r;
    color.g *= patternColor.g;
    color.b *= patternColor.b;
    COLOR = color;
}

可以通过手动实现纹理采样逻辑，配合开关参数来切换过滤模式，无需编写多个着色器或额外纹理参数。具体做法是：在着色器中同时实现线性过滤与最近邻采样的逻辑，用一个uniform参数控制使用哪一种结果。

修改后的完整着色器代码：

shader_type canvas_item;

uniform vec3 color1 = vec3(1.0, 1.0, 1.0);
uniform vec3 color2 = vec3(1.0, 1.0, 1.0);

uniform sampler2D pattern : filter_linear;
uniform float patternScale = 3.;
uniform bool use_nearest_filter = false; // 过滤模式切换开关

void fragment()
{
    float textureW = float(textureSize(TEXTURE, 0).x);
    float textureH = float(textureSize(TEXTURE, 0).y);
    float patternW = float(textureSize(pattern, 0).x);
    float patternH = float(textureSize(pattern, 0).y);

    vec2 patternCoordinates = vec2(mod(UV.x * textureW / patternW / patternScale, 1.), mod(UV.y * textureH / patternH / patternScale, 1.));
    
    float patternValue;
    if (use_nearest_filter) {
        // 手动计算最近邻采样坐标
        vec2 nearest_uv = floor(patternCoordinates * vec2(patternW, patternH)) / vec2(patternW, patternH);
        patternValue = 1. - texture(pattern, nearest_uv).r;
    } else {
        // 默认线性过滤采样
        patternValue = 1. - texture(pattern, patternCoordinates).r;
    }

    vec4 color = COLOR;
    vec3 patternColor = (color.a > .7 ? (color1 * (1. - patternValue) + color2 * patternValue) : color1);
    color.r *= patternColor.r;
    color.g *= patternColor.g;
    color.b *= patternColor.b;
    COLOR = color;
}

关键说明 #

• 添加use_nearest_filter布尔参数，勾选时启用最近邻采样适配像素风格，取消勾选则保持线性过滤用于平滑风格
• 最近邻采样通过将UV坐标对齐到纹理像素边界实现：先把UV乘纹理分辨率取整，再除以分辨率，避免线性插值产生的模糊效果
• 该方案无需改动纹理资源的过滤设置，所有逻辑封装在单个着色器内，切换模式仅需调整参数即可

若想尝试继承节点的纹理过滤设置，可移除着色器中pattern变量的filter_linear限定符，并将图案纹理的过滤模式设为Default。但部分Godot版本对filter_default的支持存在兼容性问题，手动实现采样的方式稳定性更高。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者4444