Vertex Format 与 GPU Instancing

GPU Instancing 2.2.0

Instance 测试项目会实际走 Particle Instance Format，并同时展示 Scene、Inspector、Resources 与 Timeline。

Photon 会合并几何和材质状态相同的对象，一次绘制多个 Instance。基础 Mesh Vertex 描述 Quad、Model 或 Trail Segment；逐 Instance Record 提供 Transform、Color、UV、Light 和可选数据。

渲染 Variant

Define	几何	基础 Instance 内容
PARTICLE_INSTANCE	Billboard/Tile Quad	position、rotation、size、color、UV/light
PARTICLE_MODEL_INSTANCE	Model Mesh	transform、color、UV/light 与 Model Attribute；可选切线
TRAIL_INSTANCE	Flat/Tube Trail Segment	端点、逐点 width/color/UV
BEAM_INSTANCE	Ray/Beam Segment	start/end、width/color/UV
ARA_TRAIL_INSTANCE / ARA_TRAIL_TUBE_INSTANCE	Flat / Tube AraTrail Segment	相邻点数据与插值

非 Instanced CPU 路径仍会提供 Particle Data。Changed 2.2.8 自 2.2.8 起，不开 Instancing 的 Particle Emitter 在材质（Shader Graph 或 Kila 材质）读取 Additional/Custom Data 时，也会上传逐粒子 Record。Trail、Beam 和 AraTrail 读取这些流仍需要 GPU Instancing，否则读到 0。

附加 Define

Photon 会在渲染 Variant 之上再加入以下 Define：

Define	附加于	版本	含义
PHOTON_TANGENT	PARTICLE_MODEL_INSTANCE	自 2.2.5	Model 渲染模式打开了 tangent 开关。增加 layout(location = 3) in vec4 aTangent（xyz = 切线，w = 手性）。
PHOTON_VAT	PARTICLE_MODEL_INSTANCE	自 2.2.7	动画 glTF 模型逐粒子播放。Vertex Shader 从预烘焙的姿态表（PhotonVat）读取姿态。
PHOTON_CPU_DATA	CPU 路径（无 Instance Define）	自 2.2.8	Particle Emitter 不开 Instancing 绘制，且材质读取粒子数据。Record 按粒子查找，而不是按 gl_InstanceID。

getParticleData() 会处理这三种情况。启用 PHOTON_TANGENT 时，Model 的逐 Instance Attribute 仍在 Location 4–8，传统 Custom Data 仍从 9 开始。tangent 开关需要 GPU Instancing；glTF 模型沿用自带的切线，其他模型由 UV 生成切线。

ParticleData.Tangent 与 ObjectTangent 提供切线坐标系。Instanced Billboard、Trail、Beam 和 AraTrail 会在 Vertex Shader 中构建精确切线，无需开关。未打开开关的 Model Instancing 以及非 Instanced CPU 路径返回常量 vec4(1, 0, 0, 1)。动画模型见 glTF 模型。

两种数据布局

旧式 Attribute Layout 只包含 Inspector 启用的 Channel，并按 Registry 顺序排列。启用一个新 Channel 可能移动后续 Attribute Location，手写 Shader 必须和发射器配置完全一致。

Shader Graph 按发射器类型使用固定 vec4 Slot Layout，并通过 gl_InstanceID 索引（PHOTON_CPU_DATA 路径按粒子索引）。Compiler 会记录 Graph 读取的 Channel 并上传有效 Mask，同一个编译结果可服务 Inspector Toggle 不同的发射器。

Batching 限制

Geometry、Material Program、Texture/Sampler State、Render Layer 或所需 Layout 不同时都会拆 Batch。多材质 Model 需要多个 Pass。大量 Custom Data 和透明层即使粒子数不多，也会增加上传与排序成本。

不要默认 Instancing 一定更快，应结合 Profiler 和 Render Statistics。只有几个粒子时初始化成本可能占主导；几百个相同 Quad/Model 时通常收益明显。

Shader 编写检查

• Shader Graph 使用 Photon Accessor；Custom Shader Material 的传统数据路径必须声明与 Emitter 开关匹配的 Attribute Location。
• 通过 photon_data_*() Accessor 读取 PhotonData，不要自己计算索引：Instanced 绘制按 gl_InstanceID 索引，PHOTON_CPU_DATA 路径按粒子索引。
• 不支持 Channel 时返回 0，Shader 要有合理 Fallback。
• 透明排序/Layer 保持一致，发射器才容易合批。
• 分别测试 Tile、Model、Trail 与 Beam，它们的基础输入不可互换。

Custom Stream 的 Location 公式与完整代码见 Additional GPU Data。