Unity中使用高版本GLSL着色器出现顶点坐标异常如何解决

问题复现 #

初始可正常运行的legacy GLSL测试着色器代码：

GLSLPROGRAM 

#ifdef VERTEX 
   void main()
   {
      gl_Position = gl_ModelViewProjectionMatrix * gl_Vertex;
   }
#endif 

#ifdef FRAGMENT             
   void main() 
   {
      gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0); 
   }
#endif 

ENDGLSL  

添加#version 450声明后触发编译报错：

error C7616: global variable gl_Vertex is removed after version 140

按照现代GLSL规范修改后代码无编译报错，但渲染坐标完全错乱，修改后的问题代码：

GLSLPROGRAM 

#version 450 

#ifdef VERTEX 
   layout(location = 0) in vec4 pos;

   void main()
   {
      gl_Position = gl_ModelViewProjectionMatrix * pos;
   }
#endif 

#ifdef FRAGMENT         
   out vec4 FragColor;

   void main() 
   {
      FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0); 
   }
#endif 

ENDGLSL 

错乱原因 #

坐标异常来自两个适配错误：

1. 顶点属性类型和绑定规则不匹配：Unity高版本GLSL模式下，顶点位置属性绑定在location = 0，但该属性是3分量float类型，直接声明为vec4读取时，会把后续顶点法线属性的第一个分量错误读为pos.w，导致顶点坐标数据错位。
2. 废弃内置变量未替换：版本140以上的core profile GLSL中，Unity不会自动注入gl_ModelViewProjectionMatrix、gl_Vertex这类legacy内置变量，直接调用会读取到未初始化的脏数据，矩阵计算结果完全错误。

可行修复方案 #

无需转译HLSL，直接按Unity的GLSL适配规则修改代码即可批量复用现有GLSL资源，核心适配规则如下：

• 顶点属性固定location映射：
  • layout(location = 0) in vec3 _pos：顶点位置
  • layout(location = 1) in vec3 _normal：顶点法线
  • layout(location = 2) in vec2 _uv：顶点纹理坐标
  • layout(location = 3) in vec4 _tangent：顶点切线
• 手动声明Unity内置变换uniform，替换所有legacy GLSL内置矩阵：
  • uniform mat4 unity_ObjectToWorld：模型空间到世界空间变换矩阵
  • uniform mat4 unity_MatrixVP：世界空间到裁剪空间变换矩阵
  • MVP矩阵计算逻辑为unity_MatrixVP * unity_ObjectToWorld * vec4(顶点位置, 1.0)
• 片元阶段废弃gl_FragColor，自定义out vec4类型的输出变量即可。

修复后可正常运行的450版本GLSL测试代码：

GLSLPROGRAM 

#version 450 

#ifdef VERTEX 
   layout(location = 0) in vec3 pos;
   uniform mat4 unity_ObjectToWorld;
   uniform mat4 unity_MatrixVP;

   void main()
   {
      vec4 worldPos = unity_ObjectToWorld * vec4(pos, 1.0);
      gl_Position = unity_MatrixVP * worldPos;
   }
#endif 

#ifdef FRAGMENT         
   out vec4 FragColor;

   void main() 
   {
      FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0); 
   }
#endif 

ENDGLSL 

• 批量适配现有GLSL的注意事项：
  • 所有legacy内置属性、状态变量、矩阵全部替换为上述自定义顶点输入和手动声明的Unity内置uniform，不要依赖140版本前的隐式注入逻辑
  • 顶点属性严格按照映射表的类型声明，避免多读取分量导致的顶点流错位
  • 不要使用GLSL core profile之外的非标准扩展，否则会在Windows等平台触发编译失败

内容的提问来源于stack exchange，提问作者rheadio