《The Complete Effect and HLSL Guide》翻译连载（七）

The Complete Effect and HLSL Guide（七） 

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翻译：clayman
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分量访问和重组

 

       如前所述，可以像访问结构成员一样来访问矢量和矩阵中的单个分量。这里对矢量和矩阵的访问方式做个小结。

 

       _11, x, r                _12, y, g                _13, z, b                _14, w, a

       _21                       _22                       _23                       _24

       _31                       _32                       _33                       _34

       _41                       _42                       _43                       _44

 

       此外，通过把二到四个分量名串连到一起作为下标来使用，还可以让矢量只包含某几个指定分量，HLSL把这门技术称为重组。这里就是一些有效的重组实例：

 

       bgr， yyzw,   _12_22_32_42

 

       对矩阵来说也是如此。

 

       tempMatrix._m00_11 = worldMatrix._m00_m11;

       tempmatrix._11_22_33 = worldMatrix._24_23_22;

       temp = fMatrix._m00_m11;

       temp = fMatrix._11_22;

 

       注意，所有下标都必须来自于同一下标集，（比如xyzw，rgba，或者_11到_44），不同下标集之间的元素不能进行混合，比如不能出现xyrg这样的组合。同一个分量可以出现多次。但对赋值目标来说，则不允许分量重复出现。

 

注意

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并不是所有硬件都支持所有类型的重组操作。对像素着色器1.x的某些版本来说，部分重组操作是不允许的。编译器可以通过模拟来补偿这些限制，但将带来一定性能损失。

 

对象类型

 

       HLSL还定义了一系列范围广泛的对象数据类型。这些类型通常用来呈现非数字数据与复合类型的句柄，典型的例子就是纹理和结构体。以下是HLSL中所定义的对象类型：

 

l         采样器

l         纹理

l         结构体

l         顶点和像素着色器

l         字符串

 

       结构的内容将在下一节关于自定义类型的部分详细讨论。

 

       字符串指使用ASCII码定义的字符串，它们除了用作注解以外，用处不是太多，这里也不对它进行详细讨论。采样器，着色器和纹理才是我们所关心的重点部分。

 

采样器和纹理

 

       HLSL定义了两种数据类型用于在shader中获取纹理信息。纹理本质上就是一个指向硬盘上一系列物理像素信息的句柄。采样器则是一组纹理采样参数的组合，比如warp mode或者mipmap属性等。

 

顶点和像素着色器

 

       HLSL定义了两种数据类型用来保存顶点和像素着色器，它们分别是vertexshader和pixelshader。如果使用asm关键字以汇编方式来编写着色程序，则可以把这些程序直接分配给着色器：

 

vertexshader vs =

{

     vs_2_0

      decl_position v0

      mov oPos, v0

};

 

       如果使用HLSL，那么则必须通过函数来定义着色器。下面就是使用高级指令定义像素着色器的例子：

 

       pixelshader ps = compile ps_2_0 psmain();

 

结构及自定义类型

 

       除了前面看到的大量预定义数据类型以外，HLSL也允许开发者创建新类型。自定义类型通常都是结构，它们是由一组其他（内置或自定义）数据类型，或基于现有类型声明的新类型，组成的对象。

 

       使用关键字struct来定义结构。结构是复合类型，用来把多个数据组合为一个整体。用下面的语法来定义结构：

 

       struct [ ID ] { members }

 

       这里是创建结构的一个例子：

 

struct Circle

{

        float4 Position;

        float Radius;

};

 

       另外，HLSL还允许使用typedef关键字，为现有类型声明一个新名称。它的语法如下:

 

       typedef  [ const ]  type  id  [ array_suffix ]  [ , id…];

 

       数组后缀可以跟随在ID之后，允许把数组作为新类型。当声明了一个类型之后，就可以通过ID来对它进行引用。注意array_suffix由一个或多个literal_integer_expression组成，用来表示数组维度。

类型转换

 

       在程序设计中，术语类型转换表示把一种数据转变为另一种数据的能力。HLSL支持多种内置类型间的转换。表2-4总结了内置数据间可能的转换。

 

表 2 -4 HLSL中的类型转换

转换类型            描述

标量——标量               这类转换总是有效的。当把布尔值转换为整型或浮点类型时，false值表示0，true表示1。同样，当把整型或浮点类型转换为布尔值时，0表示false。当把浮点类型转换为整型时，将四舍五入为最接近的整数。

标量——矢量               这类转换总是有效的。转换将把标量复制并填充到矢量中。

标量——矩阵               这类转换总是有效的。转换将把标量复制并填充到矩阵中。

标量——对象               这类转换是是无效的。

标量——结构               这类转换仅当结构中的成员都为数字时才是有效的。转换将把标量复制并填充到结构中。

矢量——标量               这类转换总是有效的。转换将复制矢量中的第一个分量，并填充到标量中。

矢量——矢量               目标矢量容量不大于源矢量时才是有效的。转换只保留最左边（left-most）的分量，截去剩下的分量。

矢量——矩阵               只有当矢量和矩阵一样大时，转换才是有效的。

矢量——对象               这类转换总是无效的。

矢量——结构               这类转换只有当结构容量不大于矢量，且所有成员都为数字时才是有效的。

矩阵——标量               这类转换总是有效的。转换将把矩阵左上角的值填充到标量中。

矩阵——矢量               只有当矢量和矩阵一样大时转换才是有效的。

矩阵——矩阵               只有当目标矩阵维度不大于源矩阵时，转换才是有效的。转换将把源矩阵填充到目标矩阵的左上部分，并且丢弃余下数据。

矩阵——对象               这类转换总是无效的。

矩阵——结构               只有当结构容量和矩阵一样大，且所有成员都为数字时，转换才是有效的。

对象——标量               这类转换总是无效的。

对象——矢量               这类转换总是无效的。

对象——矩阵               这类转换总是无效的。

对象——对象               只有当两个对象都是同一类型时，转换才是有效的。

对象——结构               只有当结构包含一个以上的成员时，转换才是有效的。结构中成员的类型必须和对象的类型一样。

结构——标量               只有当结构包含一个以上的成员时，转换才是有效的。这个成员必须为数字。

结构——矢量               只有当结构容量不小于矢量时，转换才是有效的。它的第一个成员必须为数字，并且等于矢量的大小。

结构——矩阵               只有当结构容量不小于矩阵时，转换才是有效的。它的第一个成员必须是数字，并且等于矩阵大小。

结构——结构               只有当目标结构容量不大于源结构容量时，转换才是有效的。目标结构和源结构间各自成员的转换也必须是有效的。

 

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