着色器相关

一、Vertex Shader

1. 顶点着色器处理数据流成图

 

2.Vertex Shader Virtual Machine（顶点着色器虚拟机）

   （1）它是一个能够认识顶点着色器是怎样工作的概念模型。模型空间->投影空间；使用指令来驱动ALU。

 

    （2）VS Shader Layout

     A.指令分类：和其他程序一样，某些指令必须在其它指令调用之前

 

   

     B.例子：

 

C.说明

version instruction：它必须是所有shader中的第一条指令。

constants instruction：使用def来定义，该指令定义的常量只能在该着色器里访问（只读），在外面是无法访

                                问的，和SetVertexShaderConstantX是不同的

VS一般写到一个postion register中，要不然会出错；除非你事先在应用程序中调用ProcessVerteices，接受vs的处理数据，从而导致vs的结果写入顶点缓冲区中。

 

   (3).registers

   Input registers 为ALU提供数据，运行时顶点缓冲区的数据输入到input registers。

 

 

  out register

 

 

(4).Instructions

     寄存器为ALU提供处理的数据，而指令则规定了ALU的操作。指令的功能主要有两个：指定数据什么时候送到

    ALU；以及ALU中的计算方法。

    A. VS的指令主要分为以下几类:

    ■ Setup instructions
    ■ Arithmetic instructions
    ■ Macro-op instructions
    ■ Texture instructions
    ■ Flow-control instructions

    着色器规定了程序中使用指令槽（instruction slot）的最大数量（包括静态和动态循环的）

   

大部分vs指令会占用一个指令槽，而macro-op会占用多个指令槽。所以，尽量设计使用较少指令的shader。

通常，使用并行操作，或使用modifers来扩展指令集，而不增加指令和寄存器数量。

 

(5).Modifiers Extend the Virtual Machine

     Modifers extend通过修改指令的结果、目的结果、源数据。主要包括：

     ■ Instruction modifiers
     ■ Destination register modifiers
     ■ Source register modifiers

    

 

二、Pixel Shader

       像素着色器会处理每个绘制顶点所作用的像素，所以像素处理比顶点处理更费时间。

1. Pixel Processing

 

（1）Primitive Processing主要包括如下几个处理步骤：

 

（2）像素处理主要包括两个阶段：

       阶段1：把插值后的顶点数据（如、diffuse color，specular color，texturecoordinates）转换成一个或

                 多个像素颜色。可以在PS中处理。

       阶段2：把阶段1生成的像素颜色转换为成屏幕像素颜色（Frame-buffer blending）。在固定管线中处理。

      

 

 

2. Pixel Shader Virtual Machine

   

 

   (1) 像素着色器主要包括如下几类寄存器：

        ■ Input registers provide the interpolated per-vertex data outputs from
           primitive processing. Some specialty registers have been added
           (such as vFace and vPos in ps_3_0).
        ■ Constant registers provide constants to the ALU.
        ■ Temporary registers are like temporary shader variables.
        ■ Output registers contain the shader results.
        ■ Flow control registers control the order that shader instructions are
           executed.
        ■ The texture sampler (as we saw in the last section) uses texture coordinates
            from the shader to sample textures. Then texture samples are
            returned to the shader.

 

 

3. Shader Layout

       ■ A version instruction.
       ■ Setup instructions for defining constants. Later versions also require
           inputs and outputs to be declared.
       ■ The rest of the instruction types: arithmetic, texture, macro-ops, flow
          control, and modifiers.

 

       注：可以使使用def来定义本地常量（只能在该着色器中使用），而使用SetPiexelShaderConstantX定义

            的是全局常量。如同名，则本地常量覆盖全局常量。

4. Registers

5. Instructions

     指令集的作用：A、决定哪些数据从寄存器转移到ALU中；B、ALU上的数学操作。

   （1）指令的类型：

          ■ Setup instructions
          ■ Arithmetic instructions
          ■ Macro-op instructions
          ■ Texture instructions
          ■ Flow-control instructions

   （2）和VS一样，PS也有指令数量的限制

       

   

6.Modifiers Extend the Virtual Machine

    Modifers可以在ALU操作之前修改从寄存器读取的数据（不修改源寄存器里的值），同时也可以修改ALU的操作结果。