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http://blog.csdn.net/starflash2003/archive/2004/10/13/135493.aspx
強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換
為了有助于著色器的編寫(xiě)和所產(chǎn)生代碼的效率，最好熟悉一下HLSL的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換機(jī)制。強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換常用于擴(kuò)展或縮減選定的變量以匹配要賦值的變量。例如，在下列例子中，初始化vResult時(shí)把float型常量0.0f強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為 float4型{0.0f , 0.0f , 0.0f , 0.0f }。
float4 vResult = 0.0f;
當(dāng)把一個(gè)高維數(shù)據(jù)類型如向量或矩陣類型賦值給一個(gè)低維數(shù)據(jù)類型時(shí)就會(huì)發(fā)生類似的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。這些情況下，額外數(shù)據(jù)都被有效省略。例如，編寫(xiě)下列代碼：
float3 vLight;
float fFinal, fColor;fFinal = vLight * fColor;
這個(gè)例子中，只是把float類型的標(biāo)量fColor與vLight中的第一個(gè)成員相乘，從而把vLight強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為float類型。fFinal等于vLight.x * fColor。
最好先熟悉一下表4，HLSL的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換規(guī)則：
表6. HLSL的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換規(guī)則
Scalar-to-scalar |
一直有效。當(dāng)布爾型被強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為整數(shù)或浮點(diǎn)型，false變?yōu)?，true變?yōu)?。當(dāng)整數(shù)或浮點(diǎn)型被強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為布爾型，0變?yōu)閒alse，非0變?yōu)閠rue。當(dāng)浮點(diǎn)型被強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為整數(shù)類型，值被向0舍入，這與C語(yǔ)言的一樣截?cái)鄼C(jī)制一樣。 |
Scalar-to-vector |
一直有效。 該強(qiáng)制轉(zhuǎn)換操作通過(guò)復(fù)制標(biāo)量并填充到向量。 |
Scalar-to-matrix |
一直有效。 該強(qiáng)制轉(zhuǎn)換操作通過(guò)復(fù)制標(biāo)量并填充到矩陣。 |
Scalar-to-structure |
該強(qiáng)制轉(zhuǎn)換操作通過(guò)復(fù)制標(biāo)量并填充到結(jié)構(gòu)體。 |
Vector-to-scalar |
一直有效。 選擇向量的第一部分。 |
Vector-to-vector |
目標(biāo)向量必須不大于資源向量。該強(qiáng)制轉(zhuǎn)換操作是通過(guò)保留最左邊的值，去掉多余值。這樣做的目的是可以把行矩陣，列矩陣和數(shù)字結(jié)構(gòu)看成向量。 |
Vector-to-matrix |
向量大小必須與矩陣大小相等。 |
Vector-to-structure |
結(jié)構(gòu)體不大于向量，且結(jié)構(gòu)體各部分均為數(shù)字則有效。 |
Matrix-to-scalar |
一直有效。 選擇了矩陣的左上部分。 |
Matrix-to-vector |
矩陣大小必須與向量大小相等。 |
Matrix-to-matrix |
目標(biāo)矩陣在任何一維都不大于源矩陣，該強(qiáng)制轉(zhuǎn)換操作是通過(guò)保持左上值，去掉多余值。 |
Matrix-to-structure |
結(jié)構(gòu)體的大小等于矩陣的大小，結(jié)構(gòu)體的所有成員都是數(shù)字。 |
Structure-to-scalar |
結(jié)構(gòu)體必須包含至少一個(gè)數(shù)字型成員 |
Structure-to-vector |
結(jié)構(gòu)體必須至少與向量的大小一樣，第一個(gè)成員必須是數(shù)字，一直到向量的大小。(譯者注：即成員數(shù)量與向量大小一樣) |
Structure-to-matrix |
結(jié)構(gòu)體必須至少與矩陣的大小一樣。第一個(gè)成員必須是數(shù)字，一直到矩陣的大小。(譯者注：即成員數(shù)量與矩陣大小一樣) |
Structure-to-object |
結(jié)構(gòu)體至少包含一個(gè)對(duì)象的成員。該成員的類型必須和對(duì)象類型完全相同。 |
Structure-to-structure |
目標(biāo)結(jié)構(gòu)必須不大于源結(jié)構(gòu)。一個(gè)有效的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換必定存在于所有相應(yīng)的源成員與目的成員之間。 |
結(jié)構(gòu)體
正如上邊第一個(gè)著色器示例顯示的，在HLSL著色器中定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體常常帶來(lái)方便。例如，許多著色器編寫(xiě)者在他們的頂點(diǎn)著色器代碼中會(huì)定義一個(gè)輸出的結(jié)構(gòu)體，使用該結(jié)構(gòu)體作為他們的頂點(diǎn)著色器主函數(shù)的返回類型。(對(duì)于像素著色器很少這樣做因?yàn)榇蠖鄶?shù)像素著色器只有一個(gè)float4輸出。)一個(gè)結(jié)構(gòu)體的例子如下，來(lái)自于NPR Metallic著色器，我們將在后邊討論該著色器。(譯者注：NPR(non-photo reality)，是一種獨(dú)特的二w維效果)
struct VS_OUTPUT
{
float4 Pos : POSITION;
float3 View : TEXCOORD0;
float3 Normal: TEXCOORD1;
float3 Light1: TEXCOORD2;
float3 Light2: TEXCOORD3;
float3 Light3: TEXCOORD4;
};
在HLSL著色器中也可以聲明結(jié)構(gòu)體作為普通使用。同樣遵循上邊所概括的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換規(guī)則。
取樣器
要是想在像素著色器中對(duì)于每一個(gè)不同的紋理貼圖進(jìn)行取樣，必須聲明一個(gè)取樣器。再調(diào)用一下前邊描述的著色器中的hlsl_rings()：
float4 lightWood; // xyz == Light Wood
Colorfloat4 darkWood; // xyz == Dark Wood
Colorfloat ringFreq; // ring
frequencysampler PulseTrainSampler;
float4 hlsl_rings (float4 Pshade : TEXCOORD0) : COLOR
{ float scaledDistFromZAxis = sqrt(dot(Pshade.xy, Pshade.xy)) * ringFreq;
float blendFactor = tex1D (PulseTrainSampler, scaledDistFromZAxis);
return lerp (darkWood, lightWood, blendFactor);
}
在這個(gè)著色器中，我們?cè)谌址秶暶髁艘粋€(gè)被稱為PulseTrainSampler的取樣器并把它作為第一個(gè)參數(shù)傳遞給內(nèi)部函數(shù)tex1D()(將在下一部分討論內(nèi)部函數(shù))。HLSL取樣器有一個(gè)非常直接的映射——在基于取樣器概念的API與實(shí)際硅(在負(fù)責(zé)尋址紋理和過(guò)濾紋理的3D圖形處理器中)之間輪換。在一個(gè)著色器中必須為每一個(gè)你計(jì)劃訪問(wèn)的紋理貼圖定義一個(gè)取樣器，不過(guò)你可以在一個(gè)著色器中多次使用給定的取樣器。這種處理方法在圖像處理程序中非常普遍(在ShaderX2 - Shader Tips & Tricks的"Advanced Image Processing with DirectX 9 Pixel Shaders"章節(jié)有討論)，為了給由著色器代碼表示的一個(gè)內(nèi)部過(guò)濾器提供數(shù)據(jù)，輸入的圖像被以不同的紋理坐標(biāo)多次取樣。例如，下面的著色器使用光柵化引擎(rasterizer)通過(guò)一對(duì)Sobel濾波器把一個(gè)高度貼圖(height map)轉(zhuǎn)換為一個(gè)法線貼圖(normal map)。
sampler InputImage;
float4 main( float2 topLeft : TEXCOORD0,
float2 left : TEXCOORD1,
float2 bottomLeft : TEXCOORD2, float2 top : TEXCOORD3,
float2 bottom : TEXCOORD4,
float2 topRight : TEXCOORD5,
float2 right : TEXCOORD6,
float2 bottomRight : TEXCOORD7): COLOR
{ // Take all eight taps
float4 tl = tex2D (InputImage, topLeft);
float4 l = tex2D (InputImage, left);
float4 bl = tex2D (InputImage, bottomLeft);
float4 t = tex2D (InputImage, top);
float4 b = tex2D (InputImage, bottom);
float4 tr = tex2D (InputImage, topRight);
float4 r = tex2D (InputImage, right);
float4 br = tex2D (InputImage, bottomRight); // Compute dx using Sobel operator: // // -1 0 1 // -2 0 2 // -1 0 1
float dX = -tl.a - 2.0f*l.a - bl.a + tr.a + 2.0f*r.a + br.a; // Compute dy using Sobel operator: // // -1 -2 -1 // 0 0 0 // 1 2 1
float dY = -tl.a - 2.0f*t.a - tr.a + bl.a + 2.0f*b.a + br.a; // Compute cross-product and renormalize
float4 N = float4(normalize(float3(-dX, -dY, 1)), tl.a); // Convert signed values from -1..1 to 0..1 range and return
return N * 0.5f + 0.5f;
}
該著色器只使用了一個(gè)取樣器：InputImage，不過(guò)示例中八次調(diào)用了內(nèi)部函數(shù)tex2D()。