1.畅谈React material-ui的源码样式方案
2.UE中的着色器编程-需要重新编译内核自己生成UE
3.(五) Geometries
4.游戏引擎随笔 0x36：UE5.x Nanite 源码解析之可编程光栅化（下）
5.直播源码网站，自定义平台界面，源码完成各项内容更改
6.打造 Material 字体样式主题 | 实现篇

畅谈React material-ui的源码样式方案

       Google 在 年提出了 material design 的设计理念，极具颠覆性，源码在国外非常受欢迎。源码各类前端框架也都出现了material design风格的源码featurego特征工程源码组件库，其中 React 最受欢迎的源码 material design 风格组件库非 material-ui 莫属。mui-org/material-ui 这个开源库目前收获了 star，源码npm 的源码周下载量达到了 万，数据摆在那儿，源码也不需要继续“吹捧” material-ui 了。源码本文主要是源码带大家一起领略一下 material-ui 的样式方案。

       material-ui 将自己的源码样式方案独立发布成一个 npm 包，叫 @material-ui/styles。源码它拥抱了CSS-in-JS，源码据他们的文档，也尝试过使用 LESS 等其他方案，但发现有明显的局限性，最后拥抱了 CSS-in-JS。官方文档宣称material-ui 样式方案有以下优点。

       使用 @material-ui/styles 的样式方案主要支持三种形式的API，但底层的代码和逻辑是一致的。下面是代码示范，通过 makeStyles API，传入一个描述CSS的对象（下面简称css对象），就能得到一个自定义的Hook，通常命名为 useStyles。在函数式组件内调用这个Hook，得到一个对象，通常命名为classes。最后，将classes 对象的“对应值” 赋给 组件的 className 属性，就成功定制了这个组件的样式。细节：classes对象的 root 属性 对应的就是 css对象的 root 属性。下面是代码示范：

       使用 styled API 就能采用类似于 styled-components 的语法，当然还是有区别的 —— styled-components 用的是 es6 tagged template literals 而 material-ui styled API 返回函数的参数是css对象。使用 Higher-order component API 接收一个 css 对象返回一个高阶组件函数。material-ui 的 Higher-order component API 不仅能用于函数组件也能用于类组件，但在 Hook 大行其道后这个 API 慢慢退出舞台了。接下来都只使用 makeStyles API 做后面的代码示范。

       material-ui 上述的API 在底层都会生成一些“随机的html class 名称” 以及 相应的 css 规则。以 上面的 makeStyles demo 为例，会生成以下 css 规则插入到 html head。自定义样式按钮 对应的 html 片段如下。小结：上述这三种形式的API都能定制化组件的样式。查看源码就能发现其实 styled 和 withStyles 底层都调用了makeStyles API。

       在底层原理是动态生成 css 规则插入到 html 中。这三个API的使用方法中，最关键的都是两部分：查看 css 对象的构成和使用。接下来将细聊 css 对象的构成和使用。嵌套选择器：上面的代码可以得到以下效果。实际生成的 css 规则如下。

       根据传入值动态调整：上述的 css 对象并不一定是单纯的简单对象。可以将函数传递给makeStyles (“插值”)，qt源码读取图像这样一来根据组件的属性可以变换生成的样式的值。 此函数可以运用于样式规则的级别，也可以放在 CSS 属性级别。例1和例2展示了如何根据组件属性动态调整样式。

       覆盖样式 —— classes 属性：接下来换个角度，假如你使用 material-ui 样式方案创作了一些组件（提供了默认的样式）并作为公用组件分享给其他模块使用，如何让调用端可自定义这些组件的样式呢？上面提到的根据传入值动态调整 是一种解决方案，但很明显这是一种只允许微调的方案；而且这个方案的实现通常比较繁琐。假如以下是我们设计的一个组件代码。那么我在 Parent 中如何自定义这个 Nested 组件的 span 样式呢？我们可以利用classes属性 覆盖样式。上面的代码中，我们往 useStyles 这个hook中传入 props 作为参数 （其实是为了将 classes 传进去）。而在 Parent 的代码中，我们给 Nested 传入 classes 属性（这个命名是个规范，必须遵守）。最终的效果生成的 html 中 span 的 class 值是 ‘makeStyles-label-2 my-label’ —— 注意 my-label 的顺序在后面，因此它的样式会覆盖前面 makeStyles-label-2 的样式。

       总结：你所在前端项目使用的样式方案还是 LESS, SASS 甚至是 css 吗？material-ui 样式解决方案是不是对你有所冲击或者启示呢？欢迎留言评论。如果觉得文章质量不错，请积极地点赞、喜欢、收藏三连！p.s. material-ui 样式方案中还有其他内容，如主题、JSS 插件等，个人感觉难度比较小，文档也易懂，（或者过于生僻，很少使用），本文就不做介绍了，如果有读者强烈要求写某个部分，我再继续补充。

UE中的着色器编程-需要重新编译内核自己生成UE

       全球图形学领域的教育和研究者，东汉书院，致力于提供深入的技术教学和视频，帮助用户构建图形学知识体系。在这里，用户能获得全面的代码知识，以及背后故事的理解，避免盲目学习。书院提供深入剖析UE的课程，帮助有兴趣自研引擎的用户。UE源码版本为4.，为了简化学习，我们将切换至移动端渲染模式。

       具体操作如下：

       1. 修改Engine/Source/Runtime/Engine/Classes/Engine/EngineTypes.h文件，添加名为MSM_Alice的ShadingModel。

       2. 修改Engine/Source/Runtime/Engine/Private/Materials/HSLSMaterialTranslator.cpp文件，在GetMaterialEnvironment函数中添加代码。

       3. 修改Engine/Source/Runtime/Engine/Private/Materials/MaterialShader.cpp文件，扩展GetShadingModelString函数。

       4. 编写shader代码，修改Engine/Shaders/Private/MobileBasePassPixelShader.usf文件，直播盒子源码原生将材质球颜色固定，完成PostProcessing操作。最后创建材质球，选择Alice作为ShadingModel。

       经过上述操作，UE将渲染出一个独特的材质球。完成此步骤后，用户将获得一个UE难以相信的渲染成果，仿佛在对UE表达不信任与讽刺。接下来，书院将提供更多高级内容，帮助用户参考UE，自行开发引擎。

       东汉书院关注引擎底层技术和商业化信息，适合具有一定基础的用户。关注“图形之心”公众号了解企业信息和动态，“内核观察”公众号则提供独立的咨询与文章。书院致力于提供深入的技术教学和视频，帮助用户构建图形学知识体系，提升对底层技术的理解，最终实现自研引擎的目标。

(五) Geometries

       本文主要介绍以下内容：

       专栏代码地址： github.com/ue/three....

       本文代码地址： github.com/ue/three....

       在three.js概念里，mesh是由几何体Geometry和材质Material组成的，在源码Mesh.js可以看到之间的关系：

       Mesh = Geometry + Material

       为什么会有Mesh三角网的概念呢？

       首先我们要回顾下图形渲染管线了。

       所以，从上图可以理解：

       Geometry: 就是在准备顶点数据，对应Vertex处理过程； Mesh: 就是对应的Triangle三角面处理过程； Material：对应Fragment片元处理过程，对每个三角面片进行着色、贴图等等处理；

       几何体，就是在准备一堆顶点数据，主要包括顶点数据、颜色数据、UV贴图数据、法向量数据等等；简单的说，几何体就是数据源，如果你对如何通过三角面片拼接成几何体非常了解，完全可以自己组织数据，不幸的是，这样操作不仅麻烦，而且也是非常困难的事情。所以，three.js内置常用的几何体，供大家直接使用，然后控制Position、Scale、Rotation、visible等空间属性，来操控物体。

       Three.js一共有 种内置的图元。

       简单整个例子，了解下使用流程，其他几何体触类旁通，参考three.js官网即可。源码 反码 补码-42

       参考代码：

       执行命令：

       运行后，场景中多一个Line。

       运行后，多出一个三角锥：

       为什么即存在Geometry，又存在BufferGeometry?

       说白了，Geometry更适合于人来理解，自定义的地方比较多，但性能比较低一些；

       BufferGeometry更适合计算机来理解，自定义的地方很少，适合对图形学非常了解的人使用，但是性能很高。

       内置的几何体，都是一些非常基础的模型，可以使用这些基础模型组装成，搭积木的方式，组成非常复杂的场景。

       目前国内，数字产业化搞得如火如荼，各个行业都要数字化，所以数据的来源也是非常复杂的，多种多样的，比如：BIM行业的Revit数据模型、CAD图纸，GIS行业的各种数据要素、倾斜摄影、tiles，可以参考CesiumLab的数据转换这张图。

       最终都会将各行各业的数据进行转换，轻量化，瓦片化等等技术手段，传输给Three.js的BufferGeometry，进行渲染；

       或者将数据通过Datasmith的插件，转换数据转换成Unreal Engine的资产进行渲染。

       后期会针对熟悉的行业数据进行一一分析，探讨应用场景。

       图形学分为三大部分，几何、渲染、动画。

游戏引擎随笔 0x：UE5.x Nanite 源码解析之可编程光栅化（下）

       书接上回。

       在展开正题之前，先做必要的铺垫，解释纳尼特(Nanite)技术方案中的Vertex Reuse Batch。纳尼特在软光栅路径实现机制中，将每个Cluster对应一组线程执行软光栅，每ThreadGroup有个线程。在光栅化三角形时访问三角形顶点数据，但顶点索引范围可能覆盖整个Cluster的个顶点，因此需要在光栅化前完成Cluster顶点变换。纳尼特将变换后的顶点存储于Local Shared Memory(LDS)中，进行组内线程同步，确保所有顶点变换完成，光栅化计算时直接访问LDS，云购下单源码实现软光栅高性能。

       然而，在使用PDO(Masked)等像素可编程光栅化时，纳尼特遇到了性能问题。启用PDO或Mask时，可能需要读取Texture，根据读取的Texel决定像素光栅化深度或是否被Discard。读取纹理需计算uv坐标，而uv又需同时计算重心坐标，增加指令数量，降低寄存器使用效率，影响Active Warps数量，降低延迟隐藏能力，导致整体性能下降。复杂材质指令进一步加剧问题。

       此外，当Cluster包含多种材质时，同一Cluster中的三角形被重复光栅化多次，尤其是材质仅覆盖少数三角形时，大量线程闲置，浪费GPU计算资源。

       为解决这些问题，纳尼特引入基于GPU SIMT/SIMD的Vertex Reuse Batch技术。技术思路如下：将每个Material对应的三角形再次分为每个为一组的Batch，每Batch对应一组线程，每个ThreadGroup有个线程，正好对应一个GPU Warp。利用Wave指令共享所有线程中的变换后的顶点数据，无需LDS，减少寄存器数量，增加Warp占用率，提升整体性能。

       Vertex Reuse Batch技术的启用条件由Shader中的NANITE_VERT_REUSE_BATCH宏控制。

       预处理阶段，纳尼特在离线时构建Vertex Reuse Batch，核心逻辑在NaniteEncode.cpp中的BuildVertReuseBatches函数。通过遍历Material Range，统计唯一顶点数和三角形数，达到顶点去重和优化性能的目标。

       最终，数据被写入FPackedCluster，根据材质数量选择直接或通过ClusterPageData存储Batch信息。Batch数据的Pack策略确保数据对齐和高效存储。

       理解Vertex Reuse Batch后，再来回顾Rasterizer Binning的数据：RasterizerBinData和RasterizerBinHeaders。在启用Vertex Reuse Batch时，这两者包含的是Batch相关数据，Visible Index实际指的是Batch Index，而Triangle Range则对应Batch的三角形数量。

       当Cluster不超过3个材质时，直接从FPackedCluster中的VertReuseBatchInfo成员读取每个材质对应的BatchCount。有了BatchCount，即可遍历所有Batch获取对应的三角形数量。在Binning阶段的ExportRasterizerBin函数中，根据启用Vertex Reuse Batch的条件调整BatchCount，表示一个Cluster对应一个Batch。

       接下来，遍历所有Batch并将其对应的Cluster Index、Triangle Range依次写入到RasterizerBinData Buffer中。启用Vertex Reuse Batch时，通过DecodeVertReuseBatchInfo函数获取Batch对应的三角形数量。对于不超过3个材质的Cluster，DecodeVertReuseBatchInfo直接从Cluster的VertReuseBatchInfo中Unpack出Batch数据，否则从ClusterPageData中根据Batch Offset读取数据。

       在Binning阶段的AllocateRasterizerBinCluster中，还会填充Indirect Argument Buffer，将当前Cluster的Batch Count累加，用于硬件光栅化Indirect Draw的Instance参数以及软件光栅化Indirect Dispatch的ThreadGroup参数。这标志着接下来的光栅化Pass中，每个Instance和ThreadGroup对应一个Batch，以Batch为光栅化基本单位。

       终于来到了正题：光栅化。本文主要解析启用Vertex Reuse Batch时的软光栅源码，硬件光栅化与之差异不大，此处略过。此外，本文重点解析启用Vertex Reuse Batch时的光栅化源码，对于未启用部分，除可编程光栅化外，与原有固定光栅化版本差异不大，不再详细解释。

       CPU端针对硬/软光栅路径的Pass，分别遍历所有Raster Bin进行Indirect Draw/Dispatch。由于Binning阶段GPU中已准备好Draw/Dispatch参数，因此在Indirect Draw/Dispatch时只需设置每个Raster Bin对应的Argument Offset即可。

       由于可编程光栅化与材质耦合，导致每个Raster Bin对应的Shader不同，因此每个Raster Bin都需要设置各自的PSO。对于不使用可编程光栅化的Nanite Cluster，即固定光栅化，为不降低原有性能，在Shader中通过两个宏隔绝可编程和固定光栅化的执行路径。

       此外，Shader中还包括NANITE_VERT_REUSE_BATCH宏，实现软/硬光栅路径、Compute Pipeline、Graphics Pipeline、Mesh Shader、Primitive Shader与材质结合生成对应的Permutation。这部分代码冗长繁琐，不再详细列出讲解，建议自行阅读源码。

       GPU端软光栅入口函数依旧是MicropolyRasterize，线程组数量则根据是否启用Vertex Reuse Batch决定。

       首先判断是否使用Rasterizer Binning渲染标记，启用时根据VisibleIndex从Binning阶段生成的RasterizerBinHeaders和RasterizerBinData Buffer中获取对应的Cluster Index和光栅化三角形的起始范围。当启用Vertex Reuse Batch，这个范围是Batch而非Cluster对应的范围。

       在软光栅中，每线程计算任务分为三步。第一步利用Wave指令共享所有线程中的Vertex Attribute，线程数设置为Warp的Size，目前为，每个Lane变换一个顶点，最多变换个顶点。由于三角形往往共用顶点，直接根据LaneID访问顶点可能重复，为确保每个Warp中的每个Lane处理唯一的顶点，需要去重并返回当前Lane需要处理的唯一顶点索引，通过DeduplicateVertIndexes函数实现。同时返回当前Lane对应的三角形顶点索引，用于三角形设置和光栅化步骤。

       获得唯一顶点索引后，进行三角形设置。这里代码与之前基本一致，只是写成模板函数，将Sub Pixel放大倍数SubpixelSamples和是否背面剔除bBackFaceCull作为模板参数，通过使用HLSL 语法实现。

       最后是光栅化三角形写入像素。在Virtual Shadow Map等支持Nanite的场景下，定义模板结构TNaniteWritePixel来实现不同应用环境下Nanite光栅化Pipeline的细微差异。

       在ENABLE_EARLY_Z_TEST宏定义时，调用EarlyDepthTest函数提前剔除像素，减少后续重心坐标计算开销。当启用NANITE_PIXEL_PROGRAMMABLE宏时，可以使用此机制提前剔除像素。

       最后重点解析前面提到的DeduplicateVertIndexes函数。

       DeduplicateVertIndexes函数给每个Lane返回唯一的顶点索引，同时给当前Lane分配三角形顶点索引以及去重后的顶点数量。

       首先通过DecodeTriangleIndices获取Cluster Local的三角形顶点索引，启用Cluster约束时获取所有Lane中最小的顶点索引，即顶点基索引。将当前三角形顶点索引（Cluster Local）减去顶点基索引，得到相对顶点基索引的局部顶点索引。

       接下来生成顶点标志位集合。遍历三角形三个顶点，将局部顶点索引按顺序设置到对应位，表示哪些顶点已被使用。每个标志位是顶点的索引，并在已使用的顶点位置处设置为1。使用uint2数据类型，最多表示个顶点位。

       考虑Cluster最多有个顶点，为何使用位uint2来保存Vertex Mask而非位？这是由于Nanite在Build时启用了约束机制（宏NANITE_USE_CONSTRAINED_CLUSTERS），该机制保证了Cluster中的三角形顶点索引与当前最大值之差必然小于（宏CONSTRAINED_CLUSTER_CACHE_SIZE），因此，生成的Triangle Batch第一个索引与当前最大值之差将不小于，并且每个Batch最多有个唯一顶点，顶点索引差的最大值为，仅需2个位数据即可。约束机制确保使用更少数据和计算。

       将所有Lane所标记三个顶点的Vertex Mask进行位合并，得到当前Wave所有顶点位掩码。通过FindNthSetBit函数找出当前Lane对应的Mask索引，加上顶点基索引得到当前Lane对应的Cluster Local顶点索引。

       接下来获取当前Lane对应的三角形的Wave Local的三个顶点索引，用于后续通过Wave指令访问其他Lane中已经计算完成的顶点属性。通过MaskedBitCount函数根据Vertex Mask以及前面局部顶点索引通过前缀求和得到当前Lane对应的Vertex Wave Local Index。

       最后统计Vertex Mask所有位，返回总计有效的顶点数量。

       注意FindNthSetBit函数，实现Lane与顶点局部索引（减去顶点基索引）的映射，返回当前Lane对应的Vertex Mask中被设置为1的位索引。如果某位为0，则返回下一个位为1的索引。如果Mask中全部位都设置为1，则实际返回为Lane索引。通过二分法逐渐缩小寻找索引范围，不断更新所在位置，最后返回找到的位置索引。

       最后，出于验证目的进行了Vertex Reuse Batch的性能测试。在材质包含WPO、PDO或Mask时关闭Vertex Reuse Batch功能，与开启功能做对比。测试场景为由每颗万个三角形的树木组成的森林，使用Nsight Graphics进行Profiling，得到GPU统计数据如下：

       启用Vertex Reuse Batch后，软光栅总计耗时减少了1.毫秒。SM Warp总占用率有一定提升。SM内部工作量分布更加均匀，SM Launch的总Warp数量提升了一倍。长短板Stall略有增加，但由于完全消除了由于LDS同步导致的Barrier Stall，总体性能还是有很大幅度的提升。

       至此，Nanite可编程光栅化源码解析讲解完毕。回顾整个解析过程，可以发现UE5团队并未使用什么高深的黑科技，而是依靠引擎开发者强悍的工程实现能力完成的，尤其是在充分利用GPU SIMT/SIMD机制榨干机能的同时，保证了功能与极限性能的实现。这种能力和精神，都很值得我们学习。

直播源码网站，自定义平台界面，完成各项内容更改

       直播源码网站，自定义平台界面，完成各项内容更改

       添加依赖：

       引入MaterialButton库，拓展基础Button功能，包括圆角、描边、icon设置及按压水波纹等，满足日常需求。

       背景处理：

       1.2版本后，MaterialButton可自定义背景色，通过app:backgroundTint属性设置，背景为纯色时适用。渐变色背景需自定义drawable，使用android:background属性。

       注意：若使用android:background设置背景，需将backgroundTint设为@empty，否则背景不生效。

       阴影调整：

       默认带阴影，可通过指定style为Widget.MaterialComponents.Button.UnelevatedButton去掉阴影，实现扁平化视图。

       关于theme：

       MDC1.1.0后，使用MaterialButton可能遇到闪退问题，需设置theme为MaterialComponents。

       解决方法：

       1. AndroidManifest配置全局theme

       2. activity层面配置特定theme

       3. 控件局部配置theme

       完成直播源码网站自定义平台界面，实现各项内容更改。欢迎探索更多功能，关注后续文章。

打造 Material 字体样式主题 | 实现篇

       使用 Material 主题自定义组件，以确保观感与品牌一致，涉及颜色、字体和形状参数。从版本1.1.0开始，Android中的Material设计组件库支持实现Material主题。主题包含颜色、字体和形状，允许调整以获得多样组件变体，同时保持其核心结构和易用性。

       重点讨论字体样式主题的实现。Material Design提供种应用于应用中所有文字的样式，每种样式对应设计术语和字体样式属性，例如"textAppearanceBody1"。每种样式的属性有默认基准值，如文字尺寸、字符间距、大小写等。这些属性由Material组件用于设置组件文本元素样式，常见于TextView或其组合。

       字体样式属性应用在布局和组件样式中。更多使用细节和多种样式化方案优先级，查阅Nick Butcher的文章。在MDC主题中，这些属性映射到样式上，如TextAppearance。熟悉AppCompat或平台中已知的TextAppearance样式，MDC增加了此内容，允许根据主题变换不同文字样式。

       选择字体样式是设计师的责任，了解每种样式及其应用场景至关重要。Material Design提供字体样式生成器，集成了Google Font，并可导出代码。字体样式资源由字体和TextAppearance样式组成。Android中可用资源及其声明注意事项详细说明。

       XML和可下载字体的使用，字体存放于res/font目录下，通过@font/符号引用。可使用本地XML字体或可下载字体，Android Studio内置向导帮助使用可下载字体。从API 开始，Android支持使用可变字体，了解更多信息请查阅Rebecca Franks的文章。

       TextAppearance样式在Android上等同于Material Design字体样式。自定义样式时推荐分离关注点，创建单一数据来源。这些样式支持与TextView相同的属性和值。字符间距计算遵循简单公式，将Sketch中的tracking值转换为合适的em值。MaterialTextView和行高API 中添加android:lineHeight属性，MDC通过MaterialTextView提供兼容性，无需直接使用。

       额外字体样式，如设计系统要求超过种样式，可在Android中轻松实现，通过声明样式属性完成。覆写应用主题中的字体样式，设置优雅处理浅色和深色调色板，减少重复。在应用基本主题中覆写所需字体样式属性。MDC组件响应主题级字体样式覆写。

       了解MDC组件如何响应主题级样式覆写，查看按钮等组件使用的文本标签样式。通过交互式Android项目构建Material主题，修改颜色、字体样式、形状值创建自定义主题。MDC开发者文档更新，包含设计术语和属性默认值，例如按钮文档的“Anatomy and key properties”部分。查阅MDC源码获取默认样式实现细节。

       确保自定义组件支持样式主题化，使用MDC属性复用，保持一致性。自定义View中使用MDC属性，复用attr name，引用MDC主题样式的属性作为值。实现和分享已创建的字体样式主题，提交错误报告和功能需求至GitHub。使用下方二维码向我们提交反馈。