初探Stage3D(二) 了解AGAL

关于本文

本文并无打算事无巨细的介绍一遍AGAL,仅仅是对现有文档的一些理解及汇总,所以请先阅读相参考文档

AGAL概念

参考资料

• http://www.adobe.com/devnet/flashplayer/articles/what-is-agal.html（英文）
• http://www.adobe.com/cn/devnet/flashplayer/articles/what-is-agal.html (中文)

建议去看英文，中文翻译的很烂,要是想看英文,请在下方将语言换为英语,否则仍旧自动跳转回中文

如文档中所说,AGAL(Adobe Graphics Assembly Language) 是一种接近于GPU指令的语言,同Pixel Bender3D的区别在于

一个事先需要先编译好(Pixel Bender3D),

另外一个仅仅为一段字符串(借助AGAL Mini Assembler),可以在运行期间动态改变。

关于AGAL语法

<opcode> <destination>, <source 1>, <source 2 or sampler>

什么是AGAL Mini Assembler

文档中提及的AGAL Mini Assembler是一个小类库,下载地址http://www.bytearray.org/wp-content/projects/agalassembler/com.zip

主要是用于将字符串形式的AGAL转换为ByteArray。

在代码中最后上传这些操作给GPU时候，实际用到的方法为

var program:Program3D = context3D.createProgram(); 
program.upload( vertexShaderAssembler.agalcode, fragmentShaderAssembler.agalcode);

可以在API中查到，参数类型为ByteArray，而非字符串

http://help.adobe.com/en_US/FlashPlatform/reference/actionscript/3/flash/display3D/Program3D.html

所以才需要一个小类库，将字符串转化为ByteArray

一个例子

m44 op, va0, vc0 // pos to clipspace

mov v0, va1 // copy color

根据语法来说,第一个m44 和 mov 均为指令集

• mov: moves data from source1 to destination, component-wise
• add: destination = source1 + source2, component-wise
• sub: destination = source1 – source2, component-wise
• mul: destination = source1 * source2, component-wise
• div: destination = source1 / source2, component-wise
• dp3: dot product (3 components) between source1 and source2
• dp4: dot product (4 components) between source1 and source2
• m44: multiplication between 4 components vector in source1 and 4×4 matrix in source2
• tex: texture sample. Load from texture at source2 at coordinates source1.

要了解后续代码的意思,需要引入寄存器的概念

关于Registers(汇编语言中有讲过)

AGAL doesn't use variables to store data, like ActionScript and other high level languages do. AGAL just uses registers.Registers are small memory areas in the GPU that AGAL programs (Shaders) can use during their execution. Registers are used to store both the sources and the destination of AGAL commands.

什么是Vertex Shader,什么是Pixel shaders

参考资料:

• http://stackoverflow.com/questions/832545/what-are-vertex-and-pixel-shaders
• http://en.wikipedia.org/wiki/Vertex_shader#Vertex_shaders

就我个人理解，应该可以认为Vertex Shader主要处理顶点相关的计算，如在数学上定义的一个三角形x(0,1,0),y(1,0,0),z(0,0,1),将这个三角形进行缩放，旋转等操作时候需要用到 Vertex Shader，

当该三角形完成以上全部操作后，后续的对其进行着色(UV map等)操作时候就需要用到Pixel shaders

6种寄存器类型

• va<n> : Attribute registers -- 仅用于处理Vertex Shader,一共有8个,va0~va7
• vc<n> fc<n> : Constant registers -- 用于存储从AS中传入的变量,Vertex Shaders可以用128个,及vc0~vc127,Pixel Shaders可以用28个,及fc0~fc27
• vt<n> ft<n> : Temporary registers -- 用于存储计算中产生的临时数据，Vertex Shader和Pixel shaders各有8个,vt0~vt7 (Vertex Shaders),ft0~ft7 (Pixel Shaders)
• op oc : Output registers -- 存储计算的结果,op用于存储Vertex Shaders，oc 用于存储Pixel Shaders
• v<n> : Varying Registers -- 用于将Vertex Shader的数据传给Pixel shaders进行渲染,一共有8个,对应为v0~v7(个人理解 因为Attribute registers仅有8个)
• fs<n> <flags> : Texture sampler registers -- 用于UV映射(3D渲染原理内具体说明)

再看例子

m44 op, va0, vc0 // pos to clipspace

mov v0, va1 // copy color

根据AGAL语法：<操作指令>,<目标>,<数据源1>,<数据源2>

m44 op,va0,vc0

将va0(顶点坐标),和vc0(AS中传入的变量)执行m44(矩阵相乘)，放入op(顶点计算结果)中

一点疑惑

例子中的两行代码是否有任何关系？

m44 op, va0, vc0 // pos to clipspace mov v0, va1 // copy color

因为第二行代码仅操作的 v0 和va1 和op没有任何关系，在后续中我会说一下我自己做的Demo,其中的Shader是

    //compile vertex shader var vertexShader:Array = 
    [
    "dp4 op.x, va0, vc0", //4x4 matrix transform from 0 to output clipspace 
    "dp4 op.y, va0, vc1", 
    "dp4 op.z, va0, vc2", 
    "dp4 op.w, va0, vc3", 
    "mov v0, va1.xyzw" //copy texcoord from 1 to fragment program 
     ]; //compile fragment shader 
   
    var fragmentShader:Array = 
    [
    "mov ft0, v0
", 
    "tex ft1, ft0, fs1 <2d,clamp,linear>
", //sample texture 1 
    "mov oc, ft1
" 
    ];

可以看出 仍旧之前先操作va0, 但是最后一行仍旧是操作的va1—> mov v0,va1.xyzw

已经在stackoverflow上面发帖,希望能够得到解答

http://stackoverflow.com/questions/13854785/adboe-agal-confused-about-the-registers

对于疑惑的解答

后来有人在StackOverflow上面回帖了,我也自己看了一下代码，在Demo里面(后续会放出)，存在如下代码

public function setVertexBufferAndTexture(context:Context3D, texture:Texture):void

{
    context.setVertexBufferAt(0, _buffer, 0, Context3DVertexBufferFormat.FLOAT_2); //xy 

    context.setVertexBufferAt(1, _buffer, 2, Context3DVertexBufferFormat.FLOAT_2); //uv 

    context.setTextureAt(1 , texture);
}

该代码的意思及为，在va0中放入了顶点坐标,在va1中放入了uv坐标。

所以例子中的五行

"dp4 op.x, va0, vc0",

"dp4 op.y, va0, vc1",

"dp4 op.z, va0, vc2",

"dp4 op.w, va0, vc3",

"mov v0, va1.xyzw"

可以拆分为两部分理解，前四行操作的是vc0中的变换,最后存入op

第五行做的操作其实是为了后续的fragmentShader操作做准备(如不太明白，可以查阅 什么是Vertex Shader,什么是Pixel shaders)

整体AGAL做的事情可以理解为：就是执行多种变换,最终结果存入op和oc 两个寄存器中