Shader Model 1.0-3.0的版本，Shader分為Vertex Shader和Pixel Shader兩種。沒有規定要同時使用這兩種Shader，可以只使用Vertex Shader，Pixel Shader的部分使用Fixed Function Pipeline，當然反過來也可以。
Shader程序是被動的，它們不會主動加載，也不會主動運行，要有CPU來加載Shader用調用它們去運行。Direct3D中的SetVertexShader和SetPixelShader用來告訴GPU接下來運行哪一組Shader。設置好Shader后，接下來調用DrawPrimitive和DrawIndexedPrimitive等函數來繪圖時，就會使用這一組Shader來處理Vertex和Pixel。
GPU在運行Vertex Shader處理頂點時，會自動把頂點數據區Vertex Buffer中屬于個別不同頂點的數據傳遞給Vertex Shader。Vertex Shader在運行時，只能看到單一頂點的數據，也就是它被分配到得那個頂點。要讀取其他的頂點并不是不可行，但要通過一些技巧來傳遞數據。Vertex Shader無法隨機讀取Vertex Buffer，它不能把Vertex buffer 作為數組來使用。
除了從Vertex Buffer中獲得數據外，Vertex Shader還可以從常量寄存器Constant Registers 的空間中讀取數據。CPU要把數值放在常量寄存器中供Vertex Shader使用。常量寄存器中的數值對Vertex Shader來說是只讀的數據。常量寄存器中的數值時全局的，每個頂點在運行Vertex Shader時都會讀取到相同的內容。越新版本的Shader支持越多的常量寄存器。
在Direct3D中使用Shader時，Fixed Function Pipeline中設置光源、紋理和矩陣等的函數都會失效。這些數據都要通過CPU放進常量寄存器，讓GPU使用。
Shader Model 3.0的Vertex Shader還支持讀取貼圖的功能，雖然Vertex Shader并不能直接填充Framebuffer畫面，但是讀取貼圖仍然有用處。2D貼圖可以視為一個可以被Vertex Shader自由讀取的二維數組，我們通常不會使用一張很漂亮的貼圖給Vertex Shader使用，Vertex Shader所使用的貼圖往往只是一堆非圖片數值數據。
Vertex Shader計算好的頂點數據通常并不會、也沒必要保存在內存中。這些轉換后的三角形頂點數據會通過GPU的內插器Interpolator，把內插結果傳遞給下一步的Pixel Shader來填充三角形，畫好三角形后就把這些數據丟棄。
Vertex Shader處理好頂點后，GPU會使用Pixel Shader來填充轉換過后的三角形。GPU會通過轉換到屏幕坐標系上的三角形的三個頂點，來判斷畫面上有哪些像素會落在這個三角形內部，然后對三角形內部的每個像素進行Pixel Shader來著色。
Pixel可以讀取的數據源主要是貼圖和常量寄存器。Vertex Shader和Pixel Shader所使用的常量寄存器是兩組不同的寄存器。Pixel Shader的常量寄存器同樣是全局的，在同一個繪圖指令中，每個像素運行Pixel Shader時都會看到相同的常量寄存器內容。除了貼圖和常量寄存器外，Pixel Shader還可以通過GPU的內插器來獲得三角形3個頂點上通過Vertex Shader計算出來的數據。最常見的就是把不同頂點間的貼圖坐標內插，Pixel Shader再使用內插過后的坐標來讀取貼圖。
Geometry Shader是Shader Model 4.0新增的功能，它可以用來改變幾何圖形的輸出數量和排列方法。在Shader Model 1.0-3.0中，當程序調用DrawPrimitive時，就已經決定要畫幾個圖形了。Geometry Shader是一個新的流程，它是在運行完Vertex Shader后且還沒有使用Pixel Shader來著色之前運行。它可以重新組合，過濾Vertex Shader所計算過后的頂點或自行生成頂點來穿件的幾何圖形。
Shader Model 4.0不再使用常量寄存器，而是使用常量緩存Constant Buffer。常量寄存器和常量緩存在使用上沒什么差別，比較大的差別是，如果Vertex Shader 和 Pixel Shader使用同一塊常量緩存，它們就可以讀取相同的數據。
有些Direct3D9 的函數是給Fixed Function Pipeline專用的，例如設置矩陣的SetTransform、設置紋理的SetMaterial，以及設置光源的SetLight。這幾個函數在使用Shader時都會無效，程序員要把這些數據改放在常量寄存器中讓Shader讀取。
----摘自《3D繪圖程序設計》
posted on 2010-02-26 18:33
郭小帥 閱讀(1962)
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