Shader

参考文章1:https://www.cnblogs.com/lixiang-share/p/5025662.html

参考文章2:https://blog.youkuaiyun.com/weixin_39706943/article/details/81485758

1.Shader简述

(1)CPU(Central Processing Unit,中心处理器):主要负责操作系统和应用程序。

(2)GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器):主要负责跟显示相关的数据处理。

(3)与显示相关数据处理使用GPU的优点:GPU具有高并行结构,所以GPU在处理图形数据和复杂算法方面拥有比CPU更高的效率。CPU大部分面积为控制器和寄存器,与之相比,GPU拥有更多的ALU(Arithmetic Logic Unit,逻辑运算单元)用于数据处理,这样的结构适合对密集型数据进行并行处理。

(4)Shader(着色器):可编程图形管线(图形管线:计算机处理图形显示的处理流水线)。

(5)Shader主要分为:Vertex Shader和fragment Shader,即定点Shader和片段Shader。

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(6)Shader 的主流编程语言。主流的Shader编程语言主要有HLSL、GLSL、CG。下面简单说一下区别:HLSL(High Level Shader Language)是微软基于DX的作品,只能运行在Windows平台上。GLSL(OpenGL Shading Language),OpenGL着色语言,是用来在OpenGL中着色编程的语言(OpenGL是个定义了一个跨编程语言、跨平台的编程接口规格的专业的图形程序接口),是跨平台的着色器语言。到这里,我们已经可以发现有一个比较麻烦的问题出现了,就是我们底层图形驱动限制了上层的编程语言,一旦想要改动图形驱动库,那就不得不重写整个Shader Files,此时CG就应运而生了,CG在HLSL和GLSL上做了进一步封装,屏蔽了上层的着色器语言对底层图形库的依赖。

(7)Unity Shader。ShaderLab其实是Unity对Shader语法结构的一种包装,其中支持三种Sha

03-18
### Shader Programming 和 Graphics Pipeline 的概述 Shader 是现代图形渲染管线中的核心组件之一,用于定义如何处理顶点数据以及计算像素颜色。以下是关于 shader 编程和图形渲染管线的一些重要概念: #### 图形渲染管线的基础结构 图形渲染管线可以分为几个主要阶段,这些阶段共同协作完成从几何体到屏幕图像的转换过程[^3]。其中一些关键阶段包括: - **顶点着色器 (Vertex Shader)**:负责接收并处理单个顶点的数据,通常执行诸如变换矩阵应用、光照计算等操作。 - **曲面细分着色器 (Tessellation Shaders)**(可选):允许动态增加模型细节级别,在某些场景下非常有用。 - **几何着色器 (Geometry Shader)**(可选):能够创建新的图元或者修改现有图元。 - **片段着色器/像素着色器 (Fragment/Pixel Shader)**:决定最终屏幕上每个像素的颜色。 #### 加载SPIR-V Shaders 为了将预先编译好的 SPIR-V 格式的着色器文件加载至应用程序中以便后续集成进图形渲染流程里,需先编写一段辅助函数来读取二进制形式存储于磁盘上的数据[^1]。此部分工作涉及低级文件I/O操作以及内存管理技巧。 #### GPU Memory Architecture & Command Processor GPU内部存在复杂的存储层次体系架构用来支持高效访问不同类型的数据资源;同时命令处理器作为连接CPU与GPU之间的桥梁角色承担起了调度任务队列的重要职责[^2]。理解这部分内容有助于开发者更好地优化其程序性能表现。 ```cpp // Example C++ code snippet demonstrating how one might implement loading functionality for spirv shaders. std::vector<uint32_t> LoadSpvShader(const std::string& filename){ std::ifstream file(filename,std::ios::ate | std::ios::binary); if(!file.is_open()){ throw std::runtime_error("failed to open file!"); } size_t fileSize = static_cast<size_t>(file.tellg()); std::vector<uint32_t> buffer(fileSize / sizeof(uint32_t)); file.seekg(0); file.read(reinterpret_cast<char*>(buffer.data()), fileSize); file.close(); return buffer; } ```
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