偶看新闻全球餐饮连锁排名:高级着色语言HLSL入门（4）
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/05/05 09:33:12
变量类型
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——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 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——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 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用下面的语法命名：
typedef vector point;
然后，不用写成：
vector 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
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
vector
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
这里是一个2×2整型矩阵的例子：
matrix
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
typedef vector
然后，不用写成：
vector
……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