• 高级着色语言HLSL入门(4)


    注意:除了下列各小节中描述的类型外,HLSL还有一些内建的对象类型(如:纹理对象)。

    16.3.1 数值类型

    HLSL支持下列数值类型(scalar type):

    bool—True or false value. Note that HLSL provides the true and false keywords.

    int—32bit signed integer

    half—16bit floating-point number

    float—32bit floating-point number

    double—64bit floating-point number

    注意:一些平台不支持int, half, and double类型,这时我们使用 float类型模拟。

    16.3.2 向量类型

    HLSL有下列内建的向量类型(vector type):

    vector——各分量为float类型的4D向量

    vector<T, n>——一个n维向量,其每个分量都为T类型。n维必须在1到4之间。这里是一个2D double向量的例子:

    vector<double, 2> vec2;

    我们可以使用数组下标的语法访问向量的一个分量。例如,要设置向量vec的第i个分量,我们可以写成:

    vec[i] = 2.0f;

    此外,我们可以像访问结构的成员一样访问向量vec的一个分量,使用已定义的分量名x,y,z,w,r,g,b和a。

    vec.x = vec.r = 1.0f;

    vec.y = vec.g = 2.0f;

    vec.z = vec.b = 3.0f;

    vec.w = vec.a = 4.0f;

    名称为r,g,b和a的分量分别对应x,y,z和w的分量。当使用向量来表示颜色时,RGBA符号是更适合的,因为它加强了向量所表示的颜色。

    作为选择,我们可以使用其它一些预定义类型,分别用来代表2D,3D和4D向量的类型:

    float2 vec2;

    float3 vec3;

    float4 vec4;

    考虑向量u = (ux, uy, uz, uw),假设我们要拷贝u的所有分量到一个像v = (ux, uy, uy, uw)这样的向量v。最直接的方法可能是逐个从u往v拷贝每个分量。但不管怎样,HLSL提供了一种特殊的语法做这些无序的拷贝,它叫做swizzles:

    vector u = {l.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f};

    vector v = {0.0f, 0.0f, 5.0f, 6.0f};

    v = u.xyyw; // v = {1.0f, 2.0f, 2.0f, 4.0f}

    拷贝数组时,我们不必拷贝每个分量。例如,我们可以仅拷贝x和y分量,代码段举例如下:

    vector u = {1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f};

    vector v = {0.0f, 0.0f, 5.0f, 6.0f};

    v.xy = u; // v = {l.0f, 2.0f, 5.0f, 6.0f}

    16.3.3 矩阵类型

    HLSL有下列内建矩阵类型:

    matrix——一个4×4矩阵,其各项类型为float

    matrix<T, m, n>——一个m×n矩阵,其每个成员为类型T。矩阵维数m和n必须在1至4之间。

    这里是一个2×2整型矩阵的例子:

    matrix<int, 2, 2> m2x2;

    作为选择,我们可以定义一个m×n矩阵,其m和n在1至4之间,使用下列语法:

    floatmxn matmxn;

    实例:

    float2x2 mat2x2;

    float3x3 mat3x3;

    float4x4 mat4x4;

    float2x4 mat2x4;

    注意:类型不必是float类型——我们可以使用其它类型。举例来说,我们可以用整型,写成这样:

    int2x2 i2x2;

    int2x2 i3x3;

    int2x2 i2x4;

    我们可以用二维数组的下标语法访问矩阵中的项。例如,要设置矩阵M的第i,j个项,我们可以写成:

    M[i] [j] = value;

    此外,我们可以像访问结构的成员那样访问矩阵M的项。下列条目已定义:

    以1为基数的:

    M._11 = M._12 = M._13 = M._14 = 0.0f;

    M._21 = M._22 = M._23 = M._24 = 0.0f;

    M._31 = M._32 = M._33 = M._34 = 0.0f;

    M._41 = M._42 = M._43 = M._44 = 0.0f;

    以0为基数的:

    M._m00 = M._m01 = M._m02 = M._m03 = 0.0f;

    M._m10 = M._m11 = M._m12 = M._m13 = 0.0f;

    M._m20 = M._m21 = M._m22 = M._m23 = 0.0f;

    M._m30 = M._m31 = M._m32 = M._m33 = 0.0f;

    有时,我们想要访问矩阵中一个特定的行。我们可以用一维数组的下标语法来做。例如,要引用矩阵M中第i行的向量,我们可以写:

    vector ithRow = M[i]; // get the ith row vector in M

    注意:可以使用两种语法在HLSL中初始化变量:

    vector u = {0.6f, 0.3f, 1.0f, 1.0f};

    vector v = {1.0f, 5.0f, 0.2f, 1.0f};

    等价的,使用构造风格的语法:

    vector u = vector(0.6f, 0.3f, 1.0f, 1.0f);

    vector v = vector(1.0f, 5.0f, 0.2f, 1.0f);

    其它一些例子:

    float2x2 f2x2 = float2x2(1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f);

    int2x2 m = {1, 2, 3, 4};

    int n = int(5);

    int a = {5};

    float3 x = float3(0, 0, 0);

    16.3.4 数组

    我们可以用类似C++的语法声明特定类型的一个数组。例如:

    float  M[4][4];

    half   p[4];

    vector v[12];

    16.3.5 结构

    结构的定义和在C++里一样。但是,HLSL里的结构不能有成员函数。这是一个HLSL里的结构的例子:

    struct MyStruct

    {

         matrix T;

         vector n;

         float  f;

         int    x;

         bool   b;

    };

    MyStruct s; // instantiate

    s.f = 5.0f; // member access

    16.3.6 typedef关键字

    HLSL的typedef关键字功能和C++里的完全一样。例如,我们可以给类型vector<float, 3>用下面的语法命名:

    typedef vector<float, 3> point;

    然后,不用写成:

    vector<float, 3> myPoint;

    ……我们只需这样写:

    point myPoint;

    这里是另外两个例子,它展示了如何对常量和数组类型使用typedef关键字:

    typedef const float CFLOAT;

    typedef float point2[2];

    1.3.7 变量前缀

    下列关键字可以做变量声明的前缀:

    static——如果带static关键字前缀,若它是全局变量,就表示它不是暴露于着色器之外的。换句话说,它是着色器局部的。如果一个局部变量以static关键字为前缀,它就和C++中static局部变量有相同的行为。也就是说,该变量在函数首次执行时被一次性初始化,然后在所有函数调用中维持其值。如果变量没有被初始化,它就自动初始化为0。

    uniform——如果变量以uniform关键字为前缀,就意味着此变量在着色器外面被初始化,比如被C++应用程序初始化,然后再输入进着色器。

    extern——如果变量以extern关键字为前缀,就意味着该变量可在着色器外被访问,比如被C++应用程序。仅全局变量可以以extern关键字为前缀。不是static的全局变量默认就是extern。

    shared——如果变量以shared关键字为前缀,就提示效果框架:变量将在多个效果间被共享。仅全局变量可以以shared为前缀。

    volatile——如果变量以volatile关键字为前缀,就提示效果框架:变量将时常被修改。仅全局变量可以以volatile为前缀

    const——HLSL中的const关键字和C++里的意思一样。也就是说,如果变量以const为前缀,那此变量就是常量,并且不能被改变。

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