HLSL学习笔记(一)基础

HLSL学习笔记（一）：基础前言五一在家无事，于是学习了一下HLSL，基于XAN4.0的。学习完了也就总结一下，纯粹是新手学习的经验之谈，纰漏之处还望见谅，不喜勿喷。HLSL是一种使用GPU渲染出图像的技术，不仅可以改变最终呈现的颜色，还可以物体的大小、胖瘦和位置等。例如物体的碎裂效果就可以使用HLSL来渲染得到。数据类型数据类型有值类型、向量、矩阵、采样器、和结构体。1.值类型bool布尔变量half16为整形int32位整形float单精度浮点数double双精度浮点数声明方式：floatf;赋值方式：f=1;2.向量声明方式：float4f;赋值方式：f={1,2,3,4};取值方式：float3ff=f.rgb;说明：向可以通过xyzw或者rgba访问向量中的指定字段，x或者r就是代表0号字段。不仅可以单独操作一个字段，还可以对多个字段同时操作，例如3*f.xyz，就是将f中的xyz都乘以个3。3.矩阵声明方式：float2x4f;先行后列。赋值方式：f={1,1,2,2,3,3,4,4};取值方式：floatff=f[0][0];说明：如果要对矩阵做乘法运算，请使用mul函数，另外，mul(ff,f)与mul(f,ff)的结果是不一样的。4.采样器声明方式：textureTexture;//纹理变量samplerTextureSampler=sampler_state//纹理采样器{Texture=Texture;//纹理采样器使用的纹理对象MinFilter=Linear;//缩小图形使用线性滤波MagFilter=Linear;//放大图形使用线性滤波MipFilter=Linear;//Mipmap使用线性滤波AddressU=Wrap;//U方向上的纹理寻址模式采用Wrap方式AddressV=Wrap;//V方向上的纹理寻址模式采用Wrap方式};赋值方式：在C#中对Texture赋值，effect.Parameters[Texture].SetValue(Game.Content.LoadTexture2D(*));取值方式：tex2D(TextureSampler,TEXCOORD0);说明：MinFilter、MagFilter、MipFilter、AddressU、AddressV是可选项，如果不写将会使用默认值，也就是上面赋予的值。5.结构体声明方式：structVertexShaderInput{float4Position:POSITION;float2TextureCoordinates:TEXCOORD0;float3Normal:NORMAL;};VertexShaderInputinput;此处与C#语法有些区别，直接这么写，不需要再写个new什么的。赋值方式：与C#语法一致。取值方式：与C#语法一致。说明：其它的地方都好理解，关键是每个字段后面还有个“小尾巴”，这是什么玩意啊？这个我也不太清楚，自己想当然感觉吧，应该就是显存里面有一些特殊的空间，它们有着自己名字，比如TEXCOORD0什么的，就像C#中的Dictionary。所以TextureCoordinates这行的意思是创建一个float2类型的向量，它的名字是TextureCoordinates，值存储在TEXCOORD0这个内存空间。Position的意思对所有POSITION（POSITION0-POSITION9，貌似是这样。）内存空间的引用。这也就说明了入口函数的参数为什么可以千变万化，其实只是换了个名字，数据该在哪永远都在哪。语法语法什么的，与C#相差不大，不过还是有点区别的，至于区别的地方，我所知道的上面都写出来了。函数列表本表来自网络，我对说明做了些修改。NameSyntaxDescriptionabsabs(x)返回x的绝对值。对x的每个元素都会独立计算一次。Absolutevalue(percomponent).acosacos(x)返回x的反余弦值。对x的每个元素都会独立计算一次。Returnsthearccosineofeachcomponentofx.allall(x)检测x的所有元数的值是否为0.Testifallcomponentsofxarenonzero.anyany(x)检测x是否有某个元数的值为0.Testifanycomponentofxisnonzero.asfloatasfloat(x)将x转换为float类型。Converttheinputtypetoafloat.asinasin(x)返回x的反正弦值。对x的每个元素都会独立计算一次。asintasint(x)将x转换为int类型。Converttheinputtypetoaninteger.asuintasuint(x)将x转换为uint类型。atanatan(x)返回x的反正切值。atan2atan2(y,x)返回y、x的反正切值。ceilceil(x)返回大于或等于x的最小整数。clampclamp(x,min,max)将x截取在[min,max]范围内。clipclip(x)如果x中存在值小于0的参数，则丢弃当前像素。coscos(x)返回x的余弦值。coshcosh(x)返回x的双曲余弦值。crosscross(x,y)返回x、y的叉积。D3DCOLORtoUBYTE4D3DCOLORtoUBYTE4(x)混合和缩放4D向量x用于补偿一些对UBYTE4支持的硬件。Swizzlesandscalescomponentsofthe4DvectorxtocompensateforthelackofUBYTE4supportinsomehardware.ddxddx(x)返回关于屏幕坐标x轴的偏导数。ddyddy(x)返回关于屏幕坐标y轴的偏导数。degreesdegrees(x)将x（弧度）转换到角度。determinantdeterminant(m)返回的正方形矩阵m的行列式。distancedistance(x,y)返回x、y之间的距离。dotdot(x,y)返回x、y的点积。expexp(x)返回以e为底数，x为指数的指数函数值。exp2exp2(x)返回以2为底数，x为指数的指数函数值。对x的每个字段都会计算一次。faceforwardfaceforward(n,i,ng)检测多边形是否位于正面。-n*sign(•(i,ng))。floorfloor(x)返回小于等于x的最大整数。fmodfmod(x,y)返回x/y的浮点余数。fracfrac(x)返回x的小数部分。frexpfrexp(x,exp)返回x的尾数和指数。fwidthfwidth(x)返回abs(ddx(x))+abs(ddy(x))，GetRenderTargetSampleCountGetRenderTargetSampleCount()返回渲染目标采样器的个数。Returnsthenumberofrender-targetsamples.GetRenderTargetSamplePositionGetRenderTargetSamplePosition(x)返回关于给定采样器的一个采样点(x,y)。Returnsasampleposition(x,y)foragivensampleindex.isfiniteisfinite(x)如果x为有限值则返回true，否则返回false。isinfisinf(x)如果x为无限值则返回true，否则返回false。isnanisnan(x)如果x为NAN或QNAN则返回true，否则返回false。ldexpldexp(x,exp)frexp的逆运算，返回x*2^exp。lengthlength(v)返回v向量的长度。lerplerp(x,y,s)对x、y进行插值计算。Returnsx+s(y-x)。litlit(n•l,n•h,m)返回光照向量（环境光，漫反射光，镜面高光，1）。loglog(x)返回以e为底的对数。log10log10(x)返回以10为底的对数。log2log2(x)返回以2为底的对数。maxmax(x,y)返回x、y中较大值。minmin(x,y)返回x、y中较小值。modfmodf(x,outip)把x分割为整数和小数部分。mulmul(x,y)返回x、y矩阵相乘的积。noisenoise(x)GeneratesarandomvalueusingthePerlin-noisealgorithm.normalizenormalize(x)返回单位化向量，定义为x/length(x)。powpow(x,y)返回x^y。radiansradians(x)将x（角度）转换到弧度。reflectreflect(i,n)返回入射光线i对表面法线n的反射光线。refractrefract(i,n,R)返回在入射光线i，表面法线n，折射率为R下的折射光线。roundround(x)返回最接近x的整数。rsqrtrsqrt(x)返回x平方根的倒数。1/sqrt(x)。saturatesaturate(x)把x截取在[0,1]之间。signsign(x)返回x的符号。sinsin(x)返回x的正弦值。sincossincos(x,outs,outc)返回x的正弦值和余弦值。sinhsinh(x)返回x的双曲正弦值。smoothstepsmoothstep(min,max,x)如果x的范围是[min,max]，则返回一个介于0和1之间的Hermite插值。sqrtsqrt(x)返回x的平方根，对x的每个字段都会计算一次。stepstep(a,x)返回(x=a)?1:0。tantan(x)返回x的正切值。tanhtanh(x)返回x的双曲正切值。tex1Dtex1D(s,t)返回纹理s在t位置的颜色。1Dtexturelookup.tex1Dbiastex1Dbias(s,t)使用bias返回纹理s在t位置的颜色。1Dtexturelookupwithbias.tex1Dgradtex1Dgrad(s,t,ddx,ddy)1Dtexturelookupwithagradient.tex1Dlodtex1Dlod(s,t)使用LOD返回纹理s在t位置的颜色。1DtexturelookupwithLOD.tex1Dprojtex1Dproj(s,t)使用透视分离返回纹理s在t位置的颜色。1Dtexturelookupwithprojectivedivide.tex2Dtex2D(s,t)返回纹理s在t位置的颜色。tex2Dbiastex2Dbias(s,t)2Dtexturelookupwithbias.tex2Dgradtex2Dgrad(s,t,ddx,ddy)2Dtexturelookupwithagradient.tex2Dlodtex2Dlod(s,t)2DtexturelookupwithLOD.tex2Dprojtex2Dproj(s,t)2Dtexturelookupwithprojectivedivide.tex3Dtex3D(s,t)3Dtexturelookup.tex3Dbiastex3Dbias(s,t)3Dtexturelookupwithbias.tex3Dgradtex3Dgrad(s,t,ddx,ddy)3Dtexturelookupwithagradient.tex3Dlodtex3Dlod(s,t)3DtexturelookupwithLOD.tex3Dprojtex3Dproj(s,t)3Dtexturelookupwithprojectivedivide.texCUBEtexCUBE(s,t)Cubetexturelookup.texCUBEbiastexCUBEbias(s,t)Cubetexturelookupwithbias.texCUBEgradtexCUBEgrad(s,t,ddx,ddy)Cubetexturelookupwitha