SceneKit中SCNShadable如何向shader modifier传递float向量数组

我在使用SceneKit的SCNShadable提供的shader modifier功能时，需要传递一组float3类型的浮点向量数组。
查阅SCNShadable官方文档中*「为着色器修改器提供自定义输入」*章节给出的类型转换表可知：

向shader传递的值必须封装为指定类型，目前仅支持NSValue、NSNumber、SCNMaterialProperty三类，未明确支持数组类型。
我希望在shader中定义如下形式的uniform数组：

uniform vec3 points[100];

请问是否真的无法通过直接传递float数组初始化该uniform？
另外我想到替代方案：将float3数组存储为SCNMaterialProperty类型的纹理传入，但不清楚如何在shader中读取对应单个float3值，希望得到指导。

问题解答 #

1. 能否直接传递float数组初始化uniform数组

确实无法直接传递原生数组来初始化uniform数组，SCNShadable的自定义uniform输入仅支持官方列出的三类封装类型，没有原生数组的直接传参入口。
如果你的数组长度固定且量级不大（比如示例中的100个），可以用拆分变量的方案实现：在shader中定义100个独立的vec3类型uniform，命名为point_0、point_1直到point_99，端侧循环生成对应key，把每个float3封装为NSValue（Swift中可直接转SCNVector3再封装为NSValue），逐个通过setValue(_:forKey:)方法赋值给SCNMaterial或者SCNNode的shader参数即可，这个量级的参数传递不会带来可感知的性能损耗。

2. 纹理传参实现方案

如果数组长度较大或者需要动态调整，用SCNMaterialProperty封装纹理的方案更合适，具体实现步骤如下：

• 端侧构造纹理：创建尺寸为数组长度 x 1的2D纹理，精度要求高选RGBA32F格式，普通场景用RGBA8即可，每个像素的RGB通道存储对应float3的三个分量，A通道可默认填1。
• 将构造好的纹理封装为SCNMaterialProperty，赋值给material的自定义属性，比如自定义key设为customPointTexture。
• Shader侧读取示例：

uniform sampler2D customPointTexture;
// 读取第index个float3的工具方法
vec3 getPoint(int index) {
    // 数组长度，按实际值修改即可
    const float pointCount = 100.0;
    // 归一化纹理坐标，加0.5偏移是为了采样到像素中心避免精度问题
    vec2 uv = vec2((float(index) + 0.5) / pointCount, 0.5);
    return texture2D(customPointTexture, uv).rgb;
}
// 调用示例：获取第5个vec3的值
// vec3 targetPoint = getPoint(5);

如果项目用的是金属后端，只需确认纹理采样的Y轴方向即可，1像素高度的纹理不会受Y轴坐标规则差异影响。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者A. Claesson