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強制類型轉換
為了有助于著色器的編寫和所產生代碼的效率，最好熟悉一下HLSL的強制類型轉換機制。強制類型轉換常用于擴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時把float型常量0.0f強制轉換為 float4型{0.0f , 0.0f , 0.0f , 0.0f }。
float4 vResult = 0.0f;
當把一個高維數據類型如向量或矩陣類型賦值給一個低維數據類型時就會發生類似的強制轉換。這些情況下，額外數據都被有效省略。例如，編寫下列代碼：
float3 vLight;
float fFinal, fColor;fFinal = vLight * fColor;
這個例子中，只是把float類型的標量fColor與vLight中的第一個成員相乘，從而把vLight強制轉換為float類型。fFinal等于vLight.x * fColor。
最好先熟悉一下表4，HLSL的強制類型轉換規則：
表6. HLSL的強制類型轉換規則
Scalar-to-scalar |
一直有效。當布爾型被強制轉換為整數或浮點型，false變為0，true變為1。當整數或浮點型被強制轉換為布爾型，0變為false，非0變為true。當浮點型被強制轉換為整數類型，值被向0舍入，這與C語言的一樣截斷機制一樣。 |
Scalar-to-vector |
一直有效。 該強制轉換操作通過復制標量并填充到向量。 |
Scalar-to-matrix |
一直有效。 該強制轉換操作通過復制標量并填充到矩陣。 |
Scalar-to-structure |
該強制轉換操作通過復制標量并填充到結構體。 |
Vector-to-scalar |
一直有效。 選擇向量的第一部分。 |
Vector-to-vector |
目標向量必須不大于資源向量。該強制轉換操作是通過保留最左邊的值，去掉多余值。這樣做的目的是可以把行矩陣，列矩陣和數字結構看成向量。 |
Vector-to-matrix |
向量大小必須與矩陣大小相等。 |
Vector-to-structure |
結構體不大于向量，且結構體各部分均為數字則有效。 |
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 |
目標矩陣在任何一維都不大于源矩陣，該強制轉換操作是通過保持左上值，去掉多余值。 |
Matrix-to-structure |
結構體的大小等于矩陣的大小，結構體的所有成員都是數字。 |
Structure-to-scalar |
結構體必須包含至少一個數字型成員 |
Structure-to-vector |
結構體必須至少與向量的大小一樣，第一個成員必須是數字，一直到向量的大小。(譯者注：即成員數量與向量大小一樣) |
Structure-to-matrix |
結構體必須至少與矩陣的大小一樣。第一個成員必須是數字，一直到矩陣的大小。(譯者注：即成員數量與矩陣大小一樣) |
Structure-to-object |
結構體至少包含一個對象的成員。該成員的類型必須和對象類型完全相同。 |
Structure-to-structure |
目標結構必須不大于源結構。一個有效的強制轉換必定存在于所有相應的源成員與目的成員之間。 |
結構體
正如上邊第一個著色器示例顯示的，在HLSL著色器中定義一個結構體常常帶來方便。例如，許多著色器編寫者在他們的頂點著色器代碼中會定義一個輸出的結構體，使用該結構體作為他們的頂點著色器主函數的返回類型。(對于像素著色器很少這樣做因為大多數像素著色器只有一個float4輸出。)一個結構體的例子如下，來自于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構體作為普通使用。同樣遵循上邊所概括的強制類型轉換規則。
取樣器
要是想在像素著色器中對于每一個不同的紋理貼圖進行取樣，必須聲明一個取樣器。再調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);
}
在這個著色器中，我們在全局范圍聲明了一個被稱為PulseTrainSampler的取樣器并把它作為第一個參數傳遞給內部函數tex1D()(將在下一部分討論內部函數)。HLSL取樣器有一個非常直接的映射——在基于取樣器概念的API與實際硅(在負責尋址紋理和過濾紋理的3D圖形處理器中)之間輪換。在一個著色器中必須為每一個你計劃訪問的紋理貼圖定義一個取樣器，不過你可以在一個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"章節有討論)，為了給由著色器代碼表示的一個內部過濾器提供數據，輸入的圖像被以不同的紋理坐標多次取樣。例如，下面的著色器使用光柵化引擎(rasterizer)通過一對Sobel濾波器把一個高度貼圖(height map)轉換為一個法線貼圖(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取樣器：InputImage，不過示例中八次調用了內部函數tex2D()。
posted on 2007-11-13 02:44
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Game Graphics 、
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