atdunbg
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- 动画：HumanoidRig 三层架构（standard 标准槽 / dialects 方言映射 / mapper 配对）， 指/趾统一走世界增量两遍式烘焙；AnimationAttach 拆为纯算法 + facade；修正 HumanoidBasis 行走基朝向与跨骨架去重、根运动通道 - 物理：CharacterController 角色互碰撞 / shapeOffset / 接触事件；PhysicsWorld 接触合成与 字符冲量判定 - 渲染与材质：Model 多材质按材质拆子 mesh 与贴图路径解析、DDS 直传、GLB 内嵌纹理落盘、 不透明通道 alpha 固定 1.0、glTF FlipUVs 对齐；SceneSerializer 支持 meshIndex 与材质覆盖 - 脚本：FractureLib 抽为共享库（HostView 桥接）、WallFracture 参数直绑、新增 ThirdPersonCamera / Follower / WASDMove 玩法；移除 GameDirector / PlayerController / Target - 编辑器：新增 GamepadPanel、LogPanel（LogRing），改进 Inspector / 材质 / 统计 / 视口面板 - 依赖：vendored ufbx（FBX 5.x/6.x/7.x 全版本解析，替代 assimp 对 FBX 6.1 的拒读）
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8.5 KiB
C++
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// Created by atdunbg on 2026/9/21.
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// Material：PBR 材质 = 纹理槽组 + 因子参数 UBO + 一个描述符集。
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// 槽位（binding = 槽位序号，与 simple_shader.frag 契约一致）：
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// 0 albedo（BaseColor，sRGB） 1 normal（切线空间法线，线性）
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// 2 metallicRoughness（线性：G=粗糙度，B=金属度，glTF 约定）
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// 3 emissive（自发光，sRGB） 4 ao（环境光遮蔽，线性）
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// 5 roughness（独立粗糙度图，R 通道——FBX/OBJ specular 工作流，
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// glTF 合图工作流不用此槽）
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// 6 材质参数 UBO（fragment，kParamsBinding）
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// 纹理非拥有（Model 的纹理缓存持有）；缺槽由调用方传默认纹理。
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// 因子（metallicFactor/roughnessFactor）乘在贴图上：
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// glTF（MR 合图 B=金属度语义）→ 因子取 glTF 声明（默认 1/1），
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// factors.z=0 → shader 直接读 MR.g 当粗糙度
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// FBX（metalness 独立图 + roughness 独立图）→ metal 图落 MR 槽
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// （灰度 R=G=B，.b 读金属度恰好正确），roughness 图落 Roughness
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// 槽，factors.z=1 → shader 用 Roughness.r 替换 MR.g
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// OBJ（specular 工作流）→ metallic=0，独立 roughness 图同 FBX；
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// 无图时 roughness 因子按 Ns 换算
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#ifndef HELLOVULKAN_MATERIAL_H
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#define HELLOVULKAN_MATERIAL_H
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#include <Engine/Core/Types.h>
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#include <Engine/Core/FrameContext.h>
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#include <glm/glm.hpp>
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#include <vulkan/vulkan.hpp>
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#include <array>
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#include <string>
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namespace Engine {
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class Device;
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class MemoryAllocator;
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class DescriptorManager;
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class Texture;
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class UniformBuffer;
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// 材质因子（乘贴图；无贴图时即最终值）
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// x = metallic 因子 y = roughness 因子
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// z = 独立粗糙度图开关（1 = 用 Roughness 槽 R 通道替换 MR.g）
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// 注意：与 shader MaterialParams UBO 严格同序同布局（全 vec4，std140
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// 无填充歧义），加字段必须双端同步（simple_shader*.frag）
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struct MaterialParams {
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// x = metallic 因子，y = roughness 因子，z = 独立粗糙度图开关，w = MASK 镂空开关
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// 默认 = 电介质表面推荐值（Unity/UE 同款）：
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// metallic = 0 皮肤/头发/布料等非金属的正确值
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// roughness = 1.0 因子语义是"乘贴图"，1.0 = 贴图值直用（同 glTF
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// roughnessFactor 缺省）；配合兜底 MR 纹理 G=128
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// 得 effective roughness ≈ 0.5，不再是 ×0.5 后的
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// 0.25 假高光（ufbx 路径不写 factors，全靠这里兜底）
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glm::vec4 factors{0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f};
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// glTF baseColorFactor：rgb 乘进 albedo，a 作 BLEND 透明度
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glm::vec4 baseColor{1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};
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// glTF 表面扩展（KHR_materials_ior / transmission / volume /
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// emissive_strength）：x = 折射率（F0 = ((ior-1)/(ior+1))²），
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// y = 透射率（0 = 普通表面），z = 自发光强度，w = 体积厚度
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//（折射屏幕偏移的世界距离，0 = 无弯曲直透）
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glm::vec4 surface{1.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f};
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// 杂项语义：
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// x = unlit（KHR_materials_unlit，shader 早退直出 albedo）
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// y = UV 左右镜像（u → 1-u，1 = 开启）
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// z = UV 上下镜像（v → 1-v，1 = 开启）
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// w = 保留
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// 镜像作用于材质全部纹理槽，叠加在每槽 UV 变换（uvA/uvT）之后：
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// 用于纠正源资产 UV 朝向（部分角色 rip 的 UV 与 glTF 上左原点
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// 约定相反，贴图整体翻转）。材质级语义，非单槽
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glm::vec4 misc{0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f};
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// glTF emissiveFactor：自发光颜色（rgb；黑 = 不发光）。emissive
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// 槽默认兜底纹理是纯黑，无贴图时 Emissive Strength 乘出来恒黑
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// ——无贴图想要发光就调这里（rgb × 贴图 × surface.z）
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glm::vec4 emissiveFactor{0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f};
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// 每槽 KHR_texture_transform（glTF2 每个 textureInfo 独立声明
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// offset/scale/rotation——烘焙单份顶点 UV 无法表达"一材质多槽
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// 各异变换"，收敛为 shader 侧线性式 uv' = A·uv + t，作用在 glTF
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// 规范 UV 空间（v=0 = 图像顶）；顶点 UV 经 aiProcess_FlipUVs 已
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// 归一至该空间，A/t 即规范式 off + R(rot)·S(scale)·uv 的摊平，
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// 换算推导见 Model.cpp glTF 分支注释）。
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// uvA[slot] = (a11, a12, a21, a22)（行主 2×2），uvT[slot] = (tx, ty, 0, 0)。
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// 长度必须 = Material::kSlotCount；std140 vec4 数组步长 16B 与
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// CPU 布局天然对齐
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glm::vec4 uvA[6] = {{1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f}, {1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f},
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{1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f}, {1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f},
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{1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f}, {1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f}};
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glm::vec4 uvT[6] = {};
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// albedo 贴图 alpha 作细节叠加遮罩（脸部腮红/卧蚕等局部效果）：
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// rgb = 叠加色（与 baseColor 同款直乘/直用，不做空间换算），
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// a = 强度（0 = 关闭，mix 恒等无副作用）。alpha 遮罩来自贴图本身，
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// 无 alpha 或 alpha 恒 1 的贴图开启后即等效整体染色
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glm::vec4 alphaOverlay{0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f};
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};
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class Material {
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public:
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// 槽位序号（与 binding 对齐）
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enum Slot : u32 {
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Albedo = 0,
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Normal = 1,
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MetallicRoughness = 2,
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Emissive = 3,
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Ao = 4,
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Roughness = 5, // 独立粗糙度图（R 通道）
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kSlotCount = 6, // 纹理槽数
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kParamsBinding = 6, // 参数 UBO binding
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};
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Material(Device& device, MemoryAllocator& allocator,
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DescriptorManager& descriptorManager,
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vk::DescriptorSetLayout layout,
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const std::array<Texture*, kSlotCount>& textures,
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const MaterialParams& params,
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bool transparent = false);
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~Material();
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Material(const Material&) = delete;
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Material& operator=(const Material&) = delete;
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vk::DescriptorSet GetDescriptorSet() const { return m_DescriptorSet; }
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Texture* GetTexture(Slot slot) const { return m_Textures[slot]; }
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// 透明队列归属（glTF alphaMode=BLEND；CPU 收集侧用）
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bool IsTransparent() const { return m_Transparent; }
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// ---- 编辑器调参入口（零 GPU 重建路径）----
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// 参数直写：全 in-flight 槽同步覆盖写，与 ctor 初始化同一绑定
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// 语义（binding 覆盖写，ring 槽位共用同一 descriptor binding）。
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// 理论上存在 in-flight 帧读到半新半旧参数的撕裂窗口（动态偏移
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// ring 是根治演进点）——UI 段低频编辑 + 48B 小块 memcpy 下实践
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// 无感。纹理槽变化不走这里（那是重建路径，见 MaterialAsset）。
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// 实现外置（UniformBuffer 头文件内仅前置声明）
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void UpdateParams(const MaterialParams& params);
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// 队列归属切换（收集侧 CPU 标志，描述符不变）：透明 ↔ 不透明
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void SetTransparent(bool t) { m_Transparent = t; }
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// 材质缓存键：同贴图组合+同因子+同透明语义共享一份（Model 层使用）
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static std::string MakeCacheKey(const std::string paths[kSlotCount],
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const MaterialParams& params,
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bool transparent);
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// ---- 预览缩略图身份（editor tile 池的缓存键，game 不消费）----
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// serial：出生唯一号（进程内单调递增，不复用）——裸指针做键有
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// ABA 风险（旧材质析构后新材质恰好分配到同一地址，池误判命中）
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u64 GetSerial() const { return m_Serial; }
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// editVersion：参数编辑代数，UpdateParams 每次 ++
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//（tile 池以此判定"缓存的球已过期需重渲"）
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u32 GetEditVersion() const { return m_EditVersion; }
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private:
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std::array<Texture*, kSlotCount> m_Textures{};
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vk::DescriptorSet m_DescriptorSet;
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Scope<UniformBuffer> m_ParamsBuffer; // per-slot 参数 ring（创建时写死）
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bool m_Transparent = false;
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u64 m_Serial = 0; // ctor 取号（定义见 Material.cpp）
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u32 m_EditVersion = 0;
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};
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} // namespace Engine
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#endif //HELLOVULKAN_MATERIAL_H
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