使用Qt Quick 3D

着色器与3D材质

渲染带有材质的3D对象涉及顶点着色器和片段着色器。

在 3D 场景的生命周期内首次遇到某种材质时，运行时会发生以下情况：

• 生成着色器源代码。
• 着色器将通过标准的 Qt 着色器管道进行处理。处理结果包括着色器的中间字节码版本（SPIR-V）、针对其他 3D API 的多种源代码变体（如 OpenGL 的 GLSL、Direct3D 的 HLSL 等）以及附加元数据。
• 当 3D 引擎创建graphics pipeline 时，会选择适合所用 3D API 的字节码或源代码变体，随后底层 3D API 通常会执行第二阶段编译，以生成针对实际 GPU 指令集的代码。

所有这些操作加起来可能非常耗时。为了避免在应用程序后续运行中出现这种情况，采用了两个基于磁盘的持久缓存。

低级缓存

Qt Quick 3D 基于Qt Quick 和场景图构建。在对OpenGL程序二进制文件、Vulkan管道等进行基于磁盘的持久化缓存时，会使用相同的基础架构。

有关此内容的详细讨论，请参阅QQuickGraphicsConfiguration#Pipeline Cache Save and Load 。

默认情况下，着色器磁盘缓存处于启用状态。这意味着，即使平台或 3D API 实现本身不执行对编译后着色器的持久化缓存，Qt 仍可能存储在QQuickWindow 生命周期内收集到的 OpenGL 程序二进制文件或类似资源。 数据会在窗口关闭时写入磁盘，并在应用程序下次运行时重新加载。这样，如果渲染器曾在应用程序之前的运行中出现过，则图形管道的创建速度可能会显著加快。

用于3D材质和后处理效果的着色器也参与其中。

材质着色器缓存

与Qt Quick 不同，Qt Quick 3D 目前依赖于运行时生成 3D 材质和特效的着色器源代码。使用Shadergen 工具的情况是个例外，但该功能尚处于实验阶段，目前不建议在生产环境中使用。

生成着色器源代码并执行第一阶段的编译和转译（详情请参见Qt XMLShader Tools）可能是一项耗时的操作。对于 2D 材质和特效，这通常在构建时完成，而对于 3D 材质和特效，目前尚无法实现。

因此，Qt Quick 3D 采用了另一种基于磁盘的缓存。该缓存用于存储已生成的 3D 材质和特效的资源。

这意味着，结合低级缓存，当应用程序在后续运行中再次遇到包含该材质的 3D 场景时，该材质此前已在应用程序的运行中出现过，因此不会引发耗时且阻塞的操作。

应用程序属性Qt::AA_DisableShaderDiskCache 及其对应的环境变量同样适用于材质着色器缓存。一旦设置，Qt 的低级缓存和Qt Quick 3D 的材质缓存都将被禁用。

启用日志类别qt.quick3d.cache ，可在运行时输出有关 3D 材质缓存的一些信息。