Shader_基础篇_shader 基元指的什么

0x00 引言

从这篇文章开始我就正式的入了Shader的坑，以前一直觉得会很难(^_^)但是经过我们主程的鼓励和教导决定要好好的把这坑入好。（如若以后提到“好程序”就是我的主程，缘由就顾名思义吧，个人觉得可以是我师傅了，很厉害。）跟着我一起开始你们的Shader之旅吧。（哈哈哈，虽然可能写的不是很好，但是希望能对你们有帮助，对我来说就是一个学习的记录）。随时欢迎各位大佬提出指导意见，指出错误！！！！

最近公司没有项目，好程序就来给我说让我学学shader，说对以后的开发很有帮助，然后给了我一个网站，然后看了两天之后就想放弃了，就在网上到处找Shader相关的书什么的，然后就买了本冯乐乐大神的书。但是还是不知道从何入手，然后好程序过来后看到我毫无头绪，就给我大致讲了一下怎么学，

我说:“我买了一本书，”
他看了一眼说：“这本书很不错。”
我说：“嗯，我在网上看到别人推荐的。”
他说：“等到别人给你推荐的时候，证明别人已经甩你一大截了。”
我：“….不知道说什么了。”
他说：“好好学吧年轻人。”

所以说小伙伴们，不要在收藏n个教程，n个文档，n个视频了，学习要抓紧，不能一拖再拖。好了废话就不多说了，我们开始吧！！！（第一篇往往都是长篇大论都是概念！！不想看的可以跳过，但是建议扫一下。）

0x01 什么是shader

shader就是专门用来渲染3D图形的一种技 术，通过shader，程序设计人员可以自己编写显卡渲染画面的算法，使画面更漂亮、更逼真。
shader又分两种，一种是顶点shader（3D图形都是由一个一个三角形组 成的，顶点shader就是计算顶点位置，并为后期像素渲染做准备的），另一种是像素shader，像素shader顾名思义，就是以像素为单位，计算光 照、颜色的一系列算法。

0x02 什么是Cg？

Cg是最早的为可编程图形硬件设计的高级编程语言。它是英伟达和微软公司一起合作开发出来了语言，如果你非常熟悉C语言或者其他的编程语言，如C++、C#或者Java等，那对于Cg语言你将会非常容易掌握。
Cg可以再多个平台使用。从而更容易针对OpenGL，DirectX，Windows，Linux，Macintosh OS X和控制台平台（如Xbox）。

0x03 可编程渲染管道

图形管道中的并行性

GPU是高度并行的处理器。这是她们表现的主要原因，实际上，他们实现了两种并行性：垂直和水平并行：

下图显示了垂直平行度（由框表示的阶段处理）和水平平行度（每个阶段的多个处理单元由框之间的多个箭头表示）。

可编程和固定功能阶段

OpenGL ES 1.x，核心OpenGL 1.x和Direct3D 7.x的流水线是可配置的固定功能流水线，即不可能在这些流水线中包含程序。在OpenGL（ES）2.0，WebGL和Direct3D 8.0中，管道的两个阶段（顶点着色器和片段着色器阶段）是可编程的，即用Cg（或其他着色语言）编写的小程序（着色器）应用于这些阶段。阶段。在下图中，可编程级由绿色框表示，固定功能级由灰色框表示，数据由蓝色框表示。

数据流

为了编写Cg顶点和片段着色器，了解每个着色器的输入和输出非常重要。为此，了解如何在管道的所有阶段之间传递数据也很有用。这在下图中说明：

顶点输入参数基于顶点数据定义。对于每个顶点输入参数，必须定义语义，该语义指定参数如何与固定功能管道中的数据相关。语义的例子有POSITION，COLOR，NORMAL，TEXCOORD0，TEXCOORD1，等。这使得它可以使用Cg程序，即使最初被设计为一个固定功能管线的API。例如，顶点位置的顶点输入参数应使用POSITION语义，以便所有API都可以为此输入参数提供适当的数据。请注意，顶点位置是对象坐标，即这是3D建模工具中指定的位置。

统一参数（或制服）对于渲染特定基元（例如三角形）时执行的所有顶点着色器和所有片段着色器具有相同的值。但是，可以为其他原语更改它们。通常，它们对构成网格的大量基元具有相同的值。通常，顶点变换，光源和材料的规格等被指定为制服。

顶点输出参数由顶点着色器计算，即每个顶点有一组这些参数的值。语义具有用于每个参数来指定，例如POSITION，SV_POSITION，COLOR，TEXCOORD0，TEXCOORD1，等。通常，必须有与语义一个输出参数POSITION或SV_POSITION，其确定其中原语在屏幕上呈现（“SV”表示“系统价值“并且可以具有特殊意义”。点基元的大小可以由具有语义的输出参数指定PSIZE。对于由基元覆盖的每个像素，内插其他参数（参见“光栅化”部分）。

对于由基元覆盖的每个像素，从顶点输出参数内插片段输入参数。与顶点输出参数类似，必须为每个片段输入参数指定语义。这些语义用于将顶点输出参数与片段输入参数进行匹配。因此，只要语义相同，顶点着色器和片段着色器中相应参数的名称可以不同。

片段输出参数由片段着色器计算。必须指定语义，该语义确定如何在以下固定功能管道中使用该值。大多数片段着色器使用语义指定输出参数COLOR。即使没有DEPTH指定具有语义的输出参数，也会隐式计算片段深度。

纹理数据包括统一采样器，其指定纹理采样单元，该采样单元又指定从中提取颜色的纹理图像。

0x04 摘要

关于基础知识只能说是简单的介绍了，相关的数学基础大家也要补充一下哦~我这里就不发布了，可以看看冯乐乐大神的书有讲到数学基础，或者是Siki学院也有一个课程（不打广告了需要的可以去看一下）。该教程也是经过总结摘要来写的，随时欢迎各位大佬来提出意见！！！☺☺☺

• 网站推荐

  • Cg编程
  • 下篇连接（初识Shader）

  
  本作品由A_AiTing采用知识共享署名-非商业性使用 4.0 国际许可协议进行许可。