着色器和材质对于渲染逼真且高性能的增强现实 (AR) 内容至关重要。着色器是 GPU 程序，用于计算光与表面之间的交互，从而确定颜色、光照和视觉效果。材质通过将着色器与图像（纹理）或数值等参数相结合，来定义 3D 对象的表面属性，例如纹理、反射率或透明度。在 AR 中，这些组件协同工作，以确保虚拟对象与设备摄像头捕获的真实世界环境无缝融合。例如，材质可以使用着色器来模拟与周围房间光照相匹配的反射，从而使虚拟对象看起来固定在物理空间中。
着色器在使 AR 内容适应动态的真实世界条件方面起着至关重要的作用。例如，表面着色器可能会根据设备传感器中的环境光数据来调整虚拟对象的亮度。AR 中的环境反射通常依赖于对摄像头馈送或预处理的环境贴图进行采样的着色器，以创建逼真的金属或光泽表面。类似地，遮挡着色器可以隐藏真实世界几何体后面的虚拟对象部分（例如，虚拟角色走在物理桌子后面），这需要来自 LiDAR 或 RGB-D 摄像头的深度数据。如果没有优化的着色器，AR 内容可能会显得扁平，与光照不对齐，或者无法与物理环境进行合理的交互。
材质弥合了着色器逻辑与艺术家/开发人员工作流程之间的差距。在 Unity 或 Unreal Engine 等工具中，材质将纹理（例如，反照率、法线贴图）与着色器配置捆绑在一起，以定义表面如何响应光照。对于 AR，材质通常需要在视觉质量和性能之间取得平衡，因为移动设备具有有限的 GPU 资源。一种常见的优化方法是对 UI 元素使用轻量级无光照着色器，同时为关键 3D 资产保留复杂的基于物理的渲染 (PBR) 材质。开发人员还可以创建自定义材质，根据真实世界深度调整透明度——例如，使虚拟菜单在放置在物理墙上时变为半透明。通过有效地结合使用着色器和材质，开发人员可以确保 AR 体验既具有视觉说服力，又具有足够的效率以高帧率运行。