Swift中能否访问SceneKit对象经光照后各片段的颜色？

首先纠正一个认知偏差：你提到的「片段着色器运行早于光线/光照计算、无法拿到光照信息」的情况，仅存在于默认前向渲染路径下的普通片段修改器（Shader Modifier）阶段，只要选对渲染路径和官方提供的接口，完全可以在Swift侧拿到计算完光照、阴影后的逐片段颜色，不需要写复杂的自定义渲染逻辑。
下面是三种可落地的实现方案，按推荐优先级排序： #

方案1：SCNTechnique 多通道抓帧（纯Swift可实现，结果最准确） #

这是官方原生支持的方案，不需要依赖私有API，适配所有iOS/macOS版本：

• 核心逻辑：给SCNView注册自定义SCNTechnique，单独开一个渲染通道，强制这个通道输出完成所有光照计算、阴影投射、遮挡检测后的最终画面，再把通道输出的纹理回读到Swift侧内存，直接读取像素值即可
• 实现要点：
  • 提前把SCNView的renderingAPI设为Metal，关闭抗锯齿抖动（isJitteringEnabled = false）避免像素偏移
  • 编写SCNTechnique的配置字典，新增的渲染通道需要把includesLighting、includesShadows两个参数都设为true，draw参数设为DRAW_SCENE，输出绑定到自定义的颜色纹理目标
  • 实现Technique的帧处理回调，每帧渲染完成后把输出的颜色纹理转成CVPixelBuffer读回系统内存
  • 遍历Buffer里的RGBA值即可做判断：亮度高于设定阈值的是被光源直接照亮的片段；对应位置存在模型、但亮度远低于光源直射预期值的就是处于其他物体阴影中；如果对应位置模型存在、颜色为全黑/接近全黑，就是背向光源的背面片段
• 注意：这个方案拿到的是屏幕空间的结果，如果需要把像素对应回3D模型上的具体顶点，可以额外开一个通道输出每个片段的世界坐标纹理做映射。

方案2：光线投射判定（纯Swift逻辑，无需碰渲染管线） #

如果你不需要逐像素的精确颜色值，只需要判断片段是否被照亮/在阴影中，可以直接用SceneKit自带的物理射线检测实现，代码量最少：

• 核心逻辑：
  1. 对你需要检测的模型表面做均匀采样，拿到每个采样点的世界坐标、表面法线
  2. 从每个采样点出发，向当前光源的方向发射射线，射线检测距离设为采样点到光源的直线距离
  3. 如果射线在有效距离内检测到了其他几何体，说明该点处于其他物体的阴影中
  4. 如果射线没检测到遮挡，计算表面法线和光线方向的点积：点积值小于0说明该面背向光源，点积值大于0说明该点被光源直接照亮
• 优缺点：完全不用写渲染相关代码，纯Swift逻辑即可实现；缺点是采样密度需要手动控制，逐像素级采样的性能远低于方案1的抓帧方案。

方案3：后处理通道回传（性能最优，需极少量着色器代码） #

如果你对性能要求极高，可以在SCNTechnique的最后一个全屏后处理通道里，用不到10行的Metal片元着色器直接判断每个像素的光照状态，把结果编码到纹理通道里再回传给Swift，比直接读全彩RGBA纹理的性能高30%左右。

避坑提醒：不要在SCNShaderModifierEntryPointFragment（普通片段修改器）阶段尝试读取光照、阴影信息，这个阶段确实在光照计算之前执行，只能拿到模型的基础材质颜色，拿不到你需要的光照结果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Epsilon