如果我没有忽略一些非常基本的东西，这两个版本应该是完全相同的，但结果是不同的。
不，它们不一定会产生相同的结果，只有当uintV是动态一致的时，它们才会产生相同的结果。
对纹理进行采样时，GL将计算纹理坐标梯度，以确定纹理是缩小还是放大，并且在使用mip贴图时，还将计算要使用的细节级别。
通常情况下，GPU会通过与2x2像素块中相邻像素的值进行有限差分来 * 近似 * 导数。因此，如果您碰巧有一个2x2像素块，其中，假设左侧像素为uintV.x < 0，右侧像素为uintV.x >= 0，则纹理坐标将出现0.5的巨大跳跃。这意味着GL将假定一半纹理被Map到单个像素，这需要非常高的小中见大贴图级别。
当你写：

if(unitV.x < 0.0)
        out_Color = texture(skyTexture, vec2(0.0 + (atan(unitV.z / unitV.x) / TOWPI), (0.5 - (asin(unitV.y) / PI))));
  else
        out_Color = texture(skyTexture, vec2(0.5 + (atan(unitV.z / unitV.x) / TOWPI), (0.5 - (asin(unitV.y) / PI))));

如果uintV不是动态一致的，纹理采样的效果仍然是不确定的，正如@BDL在注解中提到的。这里的问题是，如果你在同一个调用组中有两个调用采用不同的分支，它们将对从未计算过的值进行有限差分，因为相邻像素甚至没有执行该分支。它可能会给予你一些“更好”的结果，但只是偶然。
使用隐式渐变的正确方法是：

vec4 out_ColorA = texture(skyTexture, vec2(0.0 + ...));    
vec4 out_ColorB = texture(skyTexture, vec2(0.5 + ...));
out_Color = (unitV.x < 0.0) ? outCOlorA : out_ColorB;

但是，在您的用例中，使用 * 显式 * 渐变可能会更好：

vec2 texcoords = vec2((atan(unitV.z / unitV.x) / TOWPI), (0.5 - (asin(unitV.y) / PI)));
vec2 gradX = dFdx(texcoords);
vec2 gradY = dFdy(texcoords);
out_Color = textureGrad(skyTexture, vec2(((unitV.x<0.0)?0.0:0.5)+texcoords.x,texcoords.y), gradX, gradY);