Shader 反射

之前为了简单敏捷，Shader 布局是硬编码写死在全局 Descriptor Set Layout 中

• binding 0-3 固定为 Uniform Buffer。
• binding 4-15 固定为 Combined Image Sampler。

这样拓展性和使用性就非常低，于是引入 Shader 反射，依赖一个比较轻量的第三方库SPIRV-Reflect

数据流

导入资源

首先导入vert/frag源文件进行编译，接着在ShaderImporter中先进行反射分析，然后调用一次ValidateEngineSetConvention检查是否符合引擎约定的布局

• set 0 保存 frame/scene
• set 1 保存 material
• set 2 保存 object

反射分析

调用第三方库进行反射分析 ——

• Descriptor set、binding、类型、数组长度
• Uniform/Storage Buffer 大小与成员 offset
• Push Constant
• Vertex Input
• Fragment Output
• Shader Stage 和 Entry Point

持久化

形成Reflection Sidecar，把分析结构存储为*.spv.reflection.json，作为导入源Shader的最终产物之一，不过不拥有独立的guid/meta，这个依旧是给shader源文件里

Runtime 使用

在 Runtime 的时候ShaderData保存源文件信息和反射信息

struct ShaderData
{
	std::string path;
	std::vector<uint8_t> spirv;
	Shader::ShaderReflectionData reflection;
	bool hasReflection = false;
};

Stage 合并

经过上一步 Runtime 时候的加载，此时单个 Shader Stage 已经完整包含了SPIR-V 二进制码和反射描述，但是一般来说一个完整的 Pipeline 需要Vert和Frag两个着色器，于是在此步进行合并

此步骤输入Vertex和Fragment的ShaderReflectionData，合并成ShaderProgramInterface，同时多包一层ShaderProgramBuildResult，进行 success 和 error 信息的打包

struct ShaderProgramInterface
{
	std::vector<ShaderResourceBinding> resources;
	std::vector<ShaderPushConstantRange> pushConstants;
	std::vector<ShaderVertexInput> vertexInputs;
	std::vector<ShaderFragmentOutput> fragmentOutputs;
	uint64_t stableHash = 0;
	/**
	 * @brief 按稳定 Shader 资源名称查找 Descriptor。
	 */
	const ShaderResourceBinding* FindResource(std::string_view name) const;
	/**
	 * @brief 按资源和成员名称查找 Reflection Buffer Member。
	 */
	const ShaderBufferMember* FindBufferMember(std::string_view resourceName, std::string_view memberName) const;
	bool operator==(const ShaderProgramInterface&) const = default;
};

Resource 层

这层的用途不变，CPU 到 GPU 侧数据的适配器 ——

Material 中的参数，offset 也通过反射记录，而不是之前手动对齐 ——

 struct ShaderBufferMember
{
	std::string name;
	ShaderValueType type = ShaderValueType::Unknown;
	uint32_t offset = 0;
	uint32_t size = 0;
	uint32_t arrayCount = 1;
	uint32_t arrayStride = 0;
	uint32_t matrixStride = 0;
	bool operator==(const ShaderBufferMember&) const = default;
};

在创建 pipeline 的时候也把反射信息传递给 RHI 后端 ( PipelineDesc 中记录ShaderProgramInterface ) 构建完整

• VkDescriptorSetLayoutBinding 描述结构
• VkDescriptorSetLayout Vulkan 对象
• VkPushConstantRange 描述结构
• VkPipelineLayout Vulkan 对象
• VkGraphicsPipeline

（使用 Vulkan 作为例子）

此外 ——

• 缓存 Descriptor Set Layout。
• 缓存 Pipeline Layout。
• 根据 Reflection 校验 Descriptor 写入类型和数组下标。
• 根据 Reflection 校验 Fragment Output 与 Attachment。
• 在创建阶段将资源名称解析为 ResourceBindingHandle，避免逐 Draw 搜索字符串。