Unity SpriteRenderer 进度条 Shader 实现

快速索引

问题	解决方案	关键技术
如何选择合适的方案？	根据贴图类型选择	独立贴图/图集适配
图集中的Sprite进度异常	UV坐标重映射	_MainTex_ST参数
访问material自动克隆	使用MaterialPropertyBlock	SetPropertyBlock()
多个进度条性能差	共享材质+MPB	避免材质实例化
Shader性能优化	减少计算、使用内置函数	step(), lerp()

一、方案选择指南 ⚡

1.1 快速决策表

场景	推荐方案	原因
单个进度条、独立贴图	方案A（独立版）	简单直接，开发快
多个进度条、使用图集	方案B（图集版）	避免UV错误
UGUI + Sprite Atlas	方案B（图集版）	必须支持图集
原型开发、快速验证	方案A（独立版）	代码简单
生产环境、大量实例	方案B（图集版）	性能优、通用性强

1.2 判断流程图

flowchart TDA[需要进度条Shader] --> B{Sprite在图集中?}B -->|是| C[方案B: 图集适配版]B -->|否| D{会打包成图集?}D -->|是| CD -->|否| E[方案A: 独立贴图版]E --> F{后续可能用图集?}F -->|是| G[建议直接用方案B<br/>避免后期修改]F -->|否| H[方案A即可<br/>代码更简单]

1.3 两种方案对比

对比项	方案A：独立贴图版	方案B：图集适配版
适用场景	Sprite独立存储	Sprite打包在图集中
代码复杂度	⭐⭐ 简单	⭐⭐⭐ 稍复杂
性能开销	⭐⭐⭐⭐⭐ 最优	⭐⭐⭐⭐ 略高
通用性	⭐⭐ 仅独立贴图	⭐⭐⭐⭐⭐ 通用
学习价值	⭐⭐⭐ 适合入门	⭐⭐⭐⭐⭐ 理解图集机制
维护成本	⭐⭐⭐⭐⭐ 低	⭐⭐⭐⭐ 稍高

推荐建议：

• 🎓 学习阶段：从方案A开始，理解基础原理
• 🚀 生产项目：直接使用方案B，避免后期修改
• ⚡ 快速原型：使用方案A，后续可升级到方案B

二、方案A：独立贴图版（基础实现）🚀

2.1 适用场景

✅ 推荐使用场景：

• Sprite独立存储（未打包图集）
• 快速原型开发
• 学习Shader基础知识
• 确定不会使用Sprite Atlas

⚠️ 不适用场景：

• Sprite在图集中
• 使用UGUI的Sprite Atlas
• 可能后续打包成图集

2.2 核心原理

使用Shader的clip()函数，根据UV坐标实现横向/纵向进度条效果：

💡 clip()函数说明：当参数<0时丢弃该像素（不渲染），用于实现裁剪效果，是GPU硬件级优化函数。

进度值 = 0.5  →  显示左半部分，裁剪右半部分
UV.x < 0.5    →  保留
UV.x >= 0.5   →  裁剪（discard）

关键点： 直接使用texcoord坐标，因为独立贴图的UV范围就是0-1。

2.3 完整Shader代码

文件位置：unity/ProgressBarCutoff.shader

Shader "Custom/ProgressBarCutoff"
{Properties{_MainTex ("Sprite Texture", 2D) = "white" {}_Color ("Tint", Color) = (1,1,1,1)_FillAmount ("Fill Amount", Range(0, 1)) = 1_FillDirection ("Fill Direction", Float) = 0 // 0=水平, 1=垂直[Header(Segment Dividers)]_DividerTex ("Divider Texture", 2D) = "white" {}_SegmentCount ("Segment Count", Int) = 1_DividerWidth ("Divider Width", Range(0, 0.1)) = 0.02_DividerColor ("Divider Color", Color) = (1,1,1,1)[MaterialToggle] PixelSnap ("Pixel snap", Float) = 0}SubShader{Tags{"Queue"="Transparent""IgnoreProjector"="True""RenderType"="Transparent""PreviewType"="Plane""CanUseSpriteAtlas"="True"}Cull OffLighting OffZWrite OffBlend One OneMinusSrcAlphaPass{CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#pragma target 2.0#pragma multi_compile_local _ PIXELSNAP_ON#include "UnityCG.cginc"struct appdata_t{float4 vertex   : POSITION;float4 color    : COLOR;float2 texcoord : TEXCOORD0;UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID};struct v2f{float4 vertex   : SV_POSITION;fixed4 color    : COLOR;float2 texcoord : TEXCOORD0;UNITY_VERTEX_OUTPUT_STEREO};sampler2D _MainTex;float4 _MainTex_ST;sampler2D _DividerTex;fixed4 _Color;fixed4 _DividerColor;float _FillAmount;float _FillDirection;int _SegmentCount;float _DividerWidth;v2f vert(appdata_t IN){v2f OUT;UNITY_SETUP_INSTANCE_ID(IN);UNITY_INITIALIZE_VERTEX_OUTPUT_STEREO(OUT);OUT.vertex = UnityObjectToClipPos(IN.vertex);OUT.texcoord = TRANSFORM_TEX(IN.texcoord, _MainTex);OUT.color = IN.color * _Color;#ifdef PIXELSNAP_ONOUT.vertex = UnityPixelSnap(OUT.vertex);#endifreturn OUT;}fixed4 frag(v2f IN) : SV_Target{float halfDividerWidth = _DividerWidth * 0.5;float isVertical = step(0.5, _FillDirection);// ⭐ 关键：直接使用texcoord（适用于独立贴图）float coord = lerp(IN.texcoord.x, IN.texcoord.y, isVertical);// 裁剪超出进度的部分clip(_FillAmount - coord);fixed4 c = tex2D(_MainTex, IN.texcoord) * IN.color;float segmentMask = step(1.5, _SegmentCount);float segmentWidth = 1.0 / max(_SegmentCount, 1);float normalizedPos = fmod(coord, segmentWidth);float distToStart = normalizedPos;float segmentIndex = floor(coord / segmentWidth);float dividerMask = step(distToStart, halfDividerWidth) * step(0.5, segmentIndex);float2 dividerUV;dividerUV.x = lerp(normalizedPos / _DividerWidth, IN.texcoord.x, isVertical);dividerUV.y = lerp(IN.texcoord.y, normalizedPos / _DividerWidth, isVertical);fixed4 divider = tex2D(_DividerTex, dividerUV) * _DividerColor;float finalMask = segmentMask * dividerMask;c = lerp(c, divider, divider.a * finalMask);c.rgb *= c.a;return c;}ENDCG}}
}

2.4 核心代码解析

关键Fragment Shader部分：

fixed4 frag(v2f IN) : SV_Target
{// 1. 判断填充方向（0=水平，1=垂直）float isVertical = step(0.5, _FillDirection);// 2. ⭐ 核心：直接使用texcoord（独立贴图的UV就是0-1）float coord = lerp(IN.texcoord.x, IN.texcoord.y, isVertical);// 3. 裁剪超出进度的部分clip(_FillAmount - coord);// 4. 采样并返回颜色fixed4 c = tex2D(_MainTex, IN.texcoord) * IN.color;// ... 分段线逻辑return c;
}

为什么可以直接使用texcoord？

• 独立贴图的UV坐标范围就是(0,0)到(1,1)
• 不需要任何重映射计算
• 性能最优，代码最简单

2.5 C#使用示例

💡 MaterialPropertyBlock说明：用于修改渲染器属性而不创建新材质实例，多个对象可共享同一材质，避免性能开销。

using UnityEngine;[RequireComponent(typeof(SpriteRenderer))]
public class ProgressBarStandalone : MonoBehaviour
{private SpriteRenderer spriteRenderer;private MaterialPropertyBlock mpb;[Header("进度设置")][Range(0, 1)][SerializeField] private float progress = 1f;// Shader参数ID（性能优化）private static readonly int FillAmountID = Shader.PropertyToID("_FillAmount");void Awake(){spriteRenderer = GetComponent<SpriteRenderer>();mpb = new MaterialPropertyBlock();}void Start(){// ✅ 确保使用的是独立贴图方案的Shaderif (spriteRenderer.sharedMaterial.shader.name != "Custom/ProgressBarCutoff"){Debug.LogWarning("请确保使用ProgressBarCutoff shader！");}}public void SetProgress(float value){progress = Mathf.Clamp01(value);// ✅ 使用MaterialPropertyBlock避免材质克隆spriteRenderer.GetPropertyBlock(mpb);mpb.SetFloat(FillAmountID, progress);spriteRenderer.SetPropertyBlock(mpb);}
}

2.6 优点与限制

✅ 优点：

• 代码简单，易于理解和维护
• 性能开销最小（无UV重映射计算）
• 适合快速原型开发
• 学习Shader的最佳起点

❌ 限制：

• 仅支持独立贴图
• 不支持Sprite Atlas
• 如果后期需要图集，需要切换到方案B

三、方案B：图集适配版（生产级）⭐

3.1 适用场景

✅ 推荐使用场景：

• Sprite打包在图集中（Sprite Atlas）
• UGUI项目使用图集
• 生产环境多个进度条实例
• 需要减少DrawCall和内存占用

✅ 通用性：

• 兼容独立贴图（向下兼容）
• 兼容图集贴图
• 一次编写，处处使用

3.2 图集问题详解

问题产生原因

当Sprite位于图集（Sprite Atlas）中时：

1. spriteRenderer.sprite 显示正常（Unity自动处理UV）
2. spriteRenderer.material.mainTexture 变成整个图集贴图
3. Shader中的UV坐标基于整个图集，不是单个Sprite的0-1范围

示意图：

独立贴图的UV:           图集中Sprite的UV:
┌─────────────┐         ┌─────────────────────────┐
│  (0,1)  (1,1) │         │                         │
│             │         │  (0.1,0.7) (0.3,0.7)     │
│   Sprite    │         │  ┌──────┐               │
│             │         │  │Sprite│  ← 实际UV只占  │
│  (0,0)  (1,0) │         │  └──────┘     一小部分  │
└─────────────┘         │  (0.1,0.5) (0.3,0.5)     │
UV范围: 0-1              │                         │└─────────────────────────┘UV范围: 0.1-0.3, 0.5-0.7

错误示例分析

// ❌ 错误：直接使用UV会基于整个图集计算
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{// 假设Sprite在图集中的UV是 (0.1, 0.5) 到 (0.3, 0.7)// i.uv.x 的范围是 0.1~0.3，而非 0~1// 当_FillAmount=0.5时，会错误裁剪！clip(_FillAmount - i.uv.x);  // ❌ 错误！return tex2D(_MainTex, i.uv);
}

错误结果：

• 进度条区域不对
• 或者整个图集都在变化
• 进度值与实际显示不符

3.3 解决方案：UV重映射

_MainTex_ST参数详解

💡 _MainTex_ST含义：ST代表Scale & Translation（缩放与平移），Unity自动提供用于贴图变换的四维向量。

Unity自动为每个贴图提供_MainTex_ST参数：

float4 _MainTex_ST;
// .xy = Tiling（缩放）  // Sprite在图集中的尺寸比例
// .zw = Offset（偏移）  // Sprite在图集中的位置偏移

重映射公式：

float2 spriteUV = (atlasUV - _MainTex_ST.zw) / _MainTex_ST.xy;

举例说明：

假设Sprite在图集中：
- 位置偏移(Offset): (0.1, 0.5)
- 尺寸比例(Tiling): (0.2, 0.2)  // 占图集的20%图集UV: (0.15, 0.6)
重映射后:
spriteUV = ((0.15, 0.6) - (0.1, 0.5)) / (0.2, 0.2)= (0.05, 0.1) / (0.2, 0.2)= (0.25, 0.5)✅ 现在spriteUV是相对于Sprite的0-1范围！

3.4 完整Shader代码（图集适配版）

创建新文件：ProgressBarAtlas.shader

Shader "Custom/ProgressBarAtlas"
{Properties{_MainTex ("Sprite Texture", 2D) = "white" {}_Color ("Tint", Color) = (1,1,1,1)_FillAmount ("Fill Amount", Range(0, 1)) = 1_FillDirection ("Fill Direction", Float) = 0 // 0=水平, 1=垂直[Header(Segment Dividers)]_DividerTex ("Divider Texture", 2D) = "white" {}_SegmentCount ("Segment Count", Int) = 1_DividerWidth ("Divider Width", Range(0, 0.1)) = 0.02_DividerColor ("Divider Color", Color) = (1,1,1,1)[MaterialToggle] PixelSnap ("Pixel snap", Float) = 0}SubShader{Tags{"Queue"="Transparent""IgnoreProjector"="True""RenderType"="Transparent""PreviewType"="Plane""CanUseSpriteAtlas"="True"}Cull OffLighting OffZWrite OffBlend One OneMinusSrcAlphaPass{CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#pragma target 2.0#pragma multi_compile_local _ PIXELSNAP_ON#include "UnityCG.cginc"struct appdata_t{float4 vertex   : POSITION;float4 color    : COLOR;float2 texcoord : TEXCOORD0;UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID};struct v2f{float4 vertex   : SV_POSITION;fixed4 color    : COLOR;float2 texcoord : TEXCOORD0;UNITY_VERTEX_OUTPUT_STEREO};sampler2D _MainTex;float4 _MainTex_ST;  // ⭐ 关键：用于UV重映射sampler2D _DividerTex;fixed4 _Color;fixed4 _DividerColor;float _FillAmount;float _FillDirection;int _SegmentCount;float _DividerWidth;v2f vert(appdata_t IN){v2f OUT;UNITY_SETUP_INSTANCE_ID(IN);UNITY_INITIALIZE_VERTEX_OUTPUT_STEREO(OUT);OUT.vertex = UnityObjectToClipPos(IN.vertex);OUT.texcoord = TRANSFORM_TEX(IN.texcoord, _MainTex);OUT.color = IN.color * _Color;#ifdef PIXELSNAP_ONOUT.vertex = UnityPixelSnap(OUT.vertex);#endifreturn OUT;}fixed4 frag(v2f IN) : SV_Target{// ⭐⭐⭐ 核心差异：UV重映射// 将图集UV转换为Sprite的0-1范围float2 spriteUV = (IN.texcoord - _MainTex_ST.zw) / _MainTex_ST.xy;float halfDividerWidth = _DividerWidth * 0.5;float isVertical = step(0.5, _FillDirection);// 使用重映射后的UV计算进度float coord = lerp(spriteUV.x, spriteUV.y, isVertical);// 裁剪超出进度的部分clip(_FillAmount - coord);// 采样时使用原始UV（图集UV）fixed4 c = tex2D(_MainTex, IN.texcoord) * IN.color;// 分段线计算（使用重映射后的UV）float segmentMask = step(1.5, _SegmentCount);float segmentWidth = 1.0 / max(_SegmentCount, 1);float normalizedPos = fmod(coord, segmentWidth);float distToStart = normalizedPos;float segmentIndex = floor(coord / segmentWidth);float dividerMask = step(distToStart, halfDividerWidth) * step(0.5, segmentIndex);float2 dividerUV;dividerUV.x = lerp(normalizedPos / _DividerWidth, spriteUV.x, isVertical);dividerUV.y = lerp(spriteUV.y, normalizedPos / _DividerWidth, isVertical);fixed4 divider = tex2D(_DividerTex, dividerUV) * _DividerColor;float finalMask = segmentMask * dividerMask;c = lerp(c, divider, divider.a * finalMask);c.rgb *= c.a;return c;}ENDCG}}
}

3.5 核心代码对比

步骤	独立贴图版	图集适配版
UV获取	float coord = IN.texcoord.x;	float2 spriteUV = (IN.texcoord - _MainTex_ST.zw) / _MainTex_ST.xy;
进度计算	直接使用texcoord	使用重映射后的spriteUV
纹理采样	tex2D(_MainTex, IN.texcoord)	tex2D(_MainTex, IN.texcoord) ⚠️ 仍用原始UV
性能	⭐⭐⭐⭐⭐ 最优	⭐⭐⭐⭐ 稍低（多1次除法）

关键注意：

• ✅ 进度计算使用spriteUV（重映射后的0-1范围）
• ✅ 纹理采样使用IN.texcoord（原始图集UV）

3.6 C#使用示例

using UnityEngine;[RequireComponent(typeof(SpriteRenderer))]
public class ProgressBarAtlas : MonoBehaviour
{private SpriteRenderer spriteRenderer;private MaterialPropertyBlock mpb;[Header("进度设置")][Range(0, 1)][SerializeField] private float progress = 1f;[Header("动画设置")]public bool smoothProgress = true;public float progressSpeed = 2f;private float targetProgress;private float currentProgress;// Shader参数ID（性能优化）private static readonly int FillAmountID = Shader.PropertyToID("_FillAmount");private static readonly int ColorID = Shader.PropertyToID("_Color");void Awake(){spriteRenderer = GetComponent<SpriteRenderer>();mpb = new MaterialPropertyBlock();currentProgress = progress;targetProgress = progress;}void Start(){// ✅ 确保使用图集适配版Shaderif (spriteRenderer.sharedMaterial.shader.name != "Custom/ProgressBarAtlas"){Debug.LogWarning("建议使用ProgressBarAtlas shader以支持图集！");}}void Update(){if (smoothProgress && !Mathf.Approximately(currentProgress, targetProgress)){currentProgress = Mathf.Lerp(currentProgress, targetProgress, Time.deltaTime * progressSpeed);if (Mathf.Abs(currentProgress - targetProgress) < 0.01f)currentProgress = targetProgress;ApplyProgress();}}public void SetProgress(float value){targetProgress = Mathf.Clamp01(value);if (!smoothProgress){currentProgress = targetProgress;ApplyProgress();}}public void SetProgressImmediate(float value){currentProgress = Mathf.Clamp01(value);targetProgress = currentProgress;ApplyProgress();}public void SetColor(Color color){spriteRenderer.GetPropertyBlock(mpb);mpb.SetColor(ColorID, color);spriteRenderer.SetPropertyBlock(mpb);}private void ApplyProgress(){// ✅ 使用MaterialPropertyBlock避免材质克隆spriteRenderer.GetPropertyBlock(mpb);mpb.SetFloat(FillAmountID, currentProgress);spriteRenderer.SetPropertyBlock(mpb);}
}

3.7 优点与适用性

✅ 优点：

• 完全支持Sprite Atlas
• 兼容独立贴图（向下兼容）
• 适合生产环境
• 一次编写，处处使用

⚠️ 性能考虑：

• 比独立版多1次UV重映射计算（除法运算）
• 对于现代GPU，性能影响可忽略不计
• 换来的是更好的通用性和维护性

四、MaterialPropertyBlock最佳实践 ⭐

无论使用方案A还是方案B，都必须使用MaterialPropertyBlock！

4.1 Material克隆问题

问题描述

访问spriteRenderer.material会自动克隆材质球，导致：

1. 内存泄漏：每次访问创建新实例
2. DrawCall爆炸：无法批处理
3. 性能下降：100个进度条产生100个材质实例

错误示例

// ❌ 错误：每次调用都会克隆材质！
void UpdateProgress(float value)
{spriteRenderer.material.SetFloat("_FillAmount", value); // ❌ 自动克隆！
}// 结果：
// 调用1次 → 克隆1个材质实例
// 调用100次 → 克隆100个材质实例 → 内存泄漏！

检测克隆

void Start()
{Debug.Log($"Shared Material: {spriteRenderer.sharedMaterial.name}"); // 输出: "ProgressMaterial"// 第一次访问materialvar mat = spriteRenderer.material;Debug.Log($"Cloned Material: {mat.name}"); // 输出: "ProgressMaterial (Instance)" ← 注意后缀！
}

4.2 正确解决方案

public class ProgressBarOptimized : MonoBehaviour
{private SpriteRenderer spriteRenderer;private MaterialPropertyBlock mpb; // ✅ 使用MPB// ✅ 缓存Shader参数ID（性能优化）private static readonly int FillAmountID = Shader.PropertyToID("_FillAmount");void Start(){spriteRenderer = GetComponent<SpriteRenderer>();mpb = new MaterialPropertyBlock();}public void UpdateProgress(float value){// ✅ 正确：不会克隆材质，支持批处理spriteRenderer.GetPropertyBlock(mpb);mpb.SetFloat(FillAmountID, value);spriteRenderer.SetPropertyBlock(mpb);}
}

4.3 性能对比

方法	100个进度条	说明
Draw Call
material.SetFloat()	100个	❌ 每个对象一个DC
sharedMaterial.SetFloat()	1个	⚠️ 全局修改所有实例
MaterialPropertyBlock	1个	✅ 最优！
材质实例数
material.SetFloat()	100个	❌ 克隆100个实例
sharedMaterial.SetFloat()	1个	⚠️ 所有对象共享
MaterialPropertyBlock	1个	✅ 共享材质+独立参数
FPS影响
material.SetFloat()	30-40 FPS	❌ 性能差
MaterialPropertyBlock	60 FPS	✅ 性能优

4.4 MaterialPropertyBlock优势总结

优势	说明
✅ 不克隆材质	所有对象共享同一材质
✅ 保持批处理	1个DrawCall渲染多个对象
✅ 独立参数	每个对象可以有不同的进度值
✅ 性能最优	没有材质实例化开销
✅ 内存友好	不会产生材质实例泄漏

五、高级用法与最佳实践

5.1 动态创建进度条

using UnityEngine;public class ProgressBarSpawner : MonoBehaviour
{public Sprite progressSprite; // 可以来自图集public Material progressMaterial; // 使用对应的Shader材质public GameObject CreateProgressBar(Vector3 position, bool useAtlas = true){GameObject go = new GameObject("ProgressBar");go.transform.position = position;SpriteRenderer sr = go.AddComponent<SpriteRenderer>();sr.sprite = progressSprite;sr.sharedMaterial = progressMaterial; // ✅ 使用sharedMaterial// 根据是否使用图集选择不同的组件if (useAtlas){var bar = go.AddComponent<ProgressBarAtlas>();bar.SetProgress(1f);}else{var bar = go.AddComponent<ProgressBarStandalone>();bar.SetProgress(1f);}return go;}
}

5.2 进度条对象池

using UnityEngine;
using System.Collections.Generic;public class ProgressBarPool : MonoBehaviour
{public GameObject progressBarPrefab;public int poolSize = 20;private Queue<GameObject> pool = new Queue<GameObject>();void Start(){// 预创建对象池for (int i = 0; i < poolSize; i++){CreateNewBar();}}GameObject CreateNewBar(){var bar = Instantiate(progressBarPrefab, transform);bar.SetActive(false);pool.Enqueue(bar);return bar;}public GameObject GetProgressBar(){if (pool.Count == 0)CreateNewBar();var bar = pool.Dequeue();bar.SetActive(true);return bar;}public void ReturnProgressBar(GameObject bar){bar.SetActive(false);pool.Enqueue(bar);}
}

5.3 Shader性能优化技巧

减少分支判断

// ❌ 低效：多次if判断
if (spriteUV.x > _FillAmount)discard;
if (spriteUV.y < 0 || spriteUV.y > 1)discard;// ✅ 高效：使用clip()一次判断
clip(_FillAmount - spriteUV.x);

使用内置函数

// ❌ 低效：三元运算符
float alpha = spriteUV.x < _FillAmount ? 1.0 : 0.0;// ✅ 高效：使用step()
float alpha = step(spriteUV.x, _FillAmount);// ✅ 更高效：使用lerp()组合
float isVertical = step(0.5, _FillDirection);
float coord = lerp(spriteUV.x, spriteUV.y, isVertical);

缓存Shader参数ID

public class ProgressBarOptimized : MonoBehaviour
{// ✅ 静态缓存，所有实例共享private static readonly int FillAmountID = Shader.PropertyToID("_FillAmount");private static readonly int ColorID = Shader.PropertyToID("_Color");private static readonly int FillDirectionID = Shader.PropertyToID("_FillDirection");public void SetProgress(float value){spriteRenderer.GetPropertyBlock(mpb);mpb.SetFloat(FillAmountID, value); // 使用缓存的IDspriteRenderer.SetPropertyBlock(mpb);}
}

六、常见问题与解决方案

6.1 进度条显示异常

现象： 进度条区域不对，或整个图集都在变化

原因分析：

1. Sprite在图集中，但使用了独立贴图版Shader
2. UV未重映射

解决方案：

// 方案1：切换到图集适配版Shader
spriteRenderer.sharedMaterial = atlasShaderMaterial;// 方案2：确保Shader中有UV重映射
// 检查fragment shader中是否有：
// float2 spriteUV = (IN.texcoord - _MainTex_ST.zw) / _MainTex_ST.xy;

6.2 Draw Call过高

现象： 100个进度条产生100个Draw Call

原因： 使用了material而非MaterialPropertyBlock

错误代码：

// ❌ 错误
void UpdateProgress(float value)
{spriteRenderer.material.SetFloat("_FillAmount", value); // ❌ 克隆材质！
}

正确代码：

// ✅ 正确
private MaterialPropertyBlock mpb;void Start()
{mpb = new MaterialPropertyBlock();
}void UpdateProgress(float value)
{spriteRenderer.GetPropertyBlock(mpb);mpb.SetFloat("_FillAmount", value);spriteRenderer.SetPropertyBlock(mpb);
}

6.3 材质实例泄漏

现象： 运行一段时间后内存持续增长

原因： 访问material产生的克隆未销毁

解决方案：

public class ProgressBar : MonoBehaviour
{private Material clonedMaterial; // 如果确实需要克隆材质void Start(){// 如果必须要克隆材质（不推荐）clonedMaterial = new Material(spriteRenderer.sharedMaterial);spriteRenderer.material = clonedMaterial;}void OnDestroy(){// ⚠️ 必须手动销毁！if (Application.isPlaying && clonedMaterial != null){Destroy(clonedMaterial);}}
}// ✅ 但强烈建议：直接用MaterialPropertyBlock，避免这个问题！

6.4 图集边缘出现白边

原因： UV超出Sprite范围，采样到相邻图片

解决方案：

// 在fragment shader中限制UV范围
float2 spriteUV = (IN.texcoord - _MainTex_ST.zw) / _MainTex_ST.xy;
spriteUV = clamp(spriteUV, 0.001, 0.999); // 稍微收缩避免边缘采样问题

6.5 如何选择方案

决策流程：

public class ProgressBarManager : MonoBehaviour
{public Material standaloneShader; // 独立贴图版public Material atlasShader;      // 图集适配版public Material GetAppropriateMaterial(Sprite sprite){// 检查Sprite是否在图集中if (sprite.packed){Debug.Log("Sprite在图集中，使用图集适配版");return atlasShader;}else{Debug.Log("独立Sprite，可使用独立版或图集版");return atlasShader; // 建议统一使用图集版（向下兼容）}}
}

建议：

• 🎓 学习阶段：两个版本都尝试，理解差异
• 🚀 生产项目：统一使用图集适配版（方案B）
• ⚡ 性能敏感：如果确定不用图集，可用独立版（方案A）

七、性能测试

7.1 测试场景

using UnityEngine;public class ProgressBarBenchmark : MonoBehaviour
{public int barCount = 100;public GameObject barPrefab;public bool useAtlas = true;void Start(){System.Diagnostics.Stopwatch sw = new System.Diagnostics.Stopwatch();sw.Start();for (int i = 0; i < barCount; i++){var bar = Instantiate(barPrefab);bar.transform.position = new Vector3(Random.Range(-10, 10),Random.Range(-10, 10),0);// 设置随机进度var pb = bar.GetComponent<ProgressBarAtlas>();if (pb != null){pb.SetProgress(Random.value);}}sw.Stop();Debug.Log($"Created {barCount} progress bars in {sw.ElapsedMilliseconds}ms");Debug.Log($"Using Atlas Shader: {useAtlas}");}
}

7.2 性能指标

测试项	独立版	图集版	说明
100个进度条（独立贴图）
Draw Call	1-2	1-2	✅ 相同
FPS	60	59-60	⚡ 图集版略低（可忽略）
内存占用	正常	正常	✅ 相同
100个进度条（图集贴图）
Draw Call	❌ 错误显示	1-2	✅ 图集版正常
FPS	❌ N/A	60	✅ 图集版正常
性能结论
UV重映射开销	无	~1-2%	现代GPU可忽略
通用性	仅独立贴图	通用	图集版推荐

7.3 最佳实践建议

// ✅ 推荐的实现检查清单
public class ProgressBarChecklist : MonoBehaviour
{// ✓ 使用MaterialPropertyBlockprivate MaterialPropertyBlock mpb;// ✓ 缓存组件引用private SpriteRenderer spriteRenderer;// ✓ 缓存Shader参数IDprivate static readonly int FillAmountID = Shader.PropertyToID("_FillAmount");// ✓ 使用图集适配版Shader（或根据情况选择）// 检查Shader: "Custom/ProgressBarAtlas" 或 "Custom/ProgressBarCutoff"// ✓ 使用sharedMaterial而非materialvoid Start(){spriteRenderer = GetComponent<SpriteRenderer>();mpb = new MaterialPropertyBlock();Debug.Log($"Using material: {spriteRenderer.sharedMaterial.name}");}// ✓ 性能优化：仅在需要时更新public void SetProgress(float value){spriteRenderer.GetPropertyBlock(mpb);mpb.SetFloat(FillAmountID, value);spriteRenderer.SetPropertyBlock(mpb);}
}

八、总结

8.1 核心要点

方案选择

场景	推荐方案	原因
学习Shader	方案A（独立版）	代码简单，易理解
生产项目	方案B（图集版）	通用性强，避免后期修改
确定不用图集	方案A（独立版）	性能稍优
使用Sprite Atlas	方案B（图集版）	必须

关键技术对比

技术点	独立贴图版	图集适配版
UV处理	直接用texcoord	重映射spriteUV
核心公式	coord = texcoord.x	spriteUV = (texcoord - offset) / tiling
性能	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐
通用性	⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐

MaterialPropertyBlock

// ✅ 必备最佳实践（两个方案都适用）
private MaterialPropertyBlock mpb;
private static readonly int FillAmountID = Shader.PropertyToID("_FillAmount");void UpdateProgress(float value)
{spriteRenderer.GetPropertyBlock(mpb);mpb.SetFloat(FillAmountID, value);spriteRenderer.SetPropertyBlock(mpb);
}

8.2 完整文件清单

项目结构：
├── Shaders/
│   ├── ProgressBarCutoff.shader      ← 方案A：独立贴图版
│   └── ProgressBarAtlas.shader       ← 方案B：图集适配版
├── Materials/
│   ├── ProgressMaterial_Standalone.mat  ← 使用ProgressBarCutoff
│   └── ProgressMaterial_Atlas.mat       ← 使用ProgressBarAtlas
└── Scripts/├── ProgressBarStandalone.cs      ← 独立版组件├── ProgressBarAtlas.cs           ← 图集版组件└── ProgressBarPool.cs            ← 对象池管理

8.3 学习路线图

1. 基础理解（方案A）└─ 学习clip()裁剪机制└─ 理解UV坐标系统└─ 掌握MaterialPropertyBlock2. 进阶应用（方案B）└─ 理解图集UV映射└─ 掌握_MainTex_ST参数└─ 实现UV重映射计算3. 性能优化└─ 使用对象池└─ 缓存Shader参数ID└─ 减少Shader计算4. 生产应用└─ 根据项目需求选择方案└─ 实现进度条管理系统└─ 性能测试与优化

8.4 关键公式总结

图集UV重映射公式：

float2 spriteUV = (atlasUV - _MainTex_ST.zw) / _MainTex_ST.xy;
// atlasUV: 图集中的UV坐标
// _MainTex_ST.xy: Tiling（Sprite尺寸比例）
// _MainTex_ST.zw: Offset（Sprite位置偏移）
// spriteUV: 重映射后的0-1范围UV

进度裁剪判断：

float coord = lerp(spriteUV.x, spriteUV.y, isVertical);
clip(_FillAmount - coord);
// _FillAmount > coord: 保留
// _FillAmount <= coord: 裁剪（discard）

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通过本教程，你应该掌握：

1. ✅ 两种实现方案：独立贴图版 vs 图集适配版
2. ✅ 图集适配原理：UV重映射与_MainTex_ST参数
3. ✅ 性能优化：MaterialPropertyBlock最佳实践
4. ✅ Shader优化：减少计算、使用内置函数
5. ✅ 生产应用：对象池、进度动画、完整组件

推荐后续学习：

• 实现多色渐变进度条
• 添加圆形/径向进度条支持
• 实现进度条动画过渡效果
• 优化大量实例的性能（GPU Instancing）