Vertex Shader结构

萧闫子

现在你对如何编写vertex shader已经有了一个抽象的概念，接下来，我将介绍3种编译vertex shader的方法。

编译Vertex Shader

OpenGL解析的是字符串，而Direct3D使用的是二进制字节。因此，Direct3D开发者需要使用编译器编译vertex shader。这可以帮助你尽早的在开发周期中发现bug，并且它也缩短了load时间。

我了解有3中方法可以编译一个vertex shader:

• 将vertex shader源代码写入到一个单独的ASCII文件中例如test.vsh，然后使用Vertex shader编译器将它编译成一个二进制文件，例如test.vso。编译后的文件将会在游戏开始后被读进来。使用这种方法，就不是每一个人都可以看到你的vertex shader源文件了。

  NVLink可以在运行期将已经编译过的shader段连接到一起。
  

• 当vertex shader源文件在一个ASCII文件或者以cpp文件中一个字符串形式出现时，你可以在程序启动后用D3DXAssembleShader*() 加载vertex shader。
• 当vertex shader源文件在一个特效文件中，并被一个应用程序打开后。vertex shader可以使用 D3DXCreateEffectFromFile()来编译。通过这种方法也可以预编译vertex shader。使用这种方法的vertex shader大部分处理都很简单并且被特效文件的函数所调用。
  还有一个方法就是使用在d3dtypes.h中的操作码，写一个自己的vertex编译/反编译器。
  
  

让我们复习一下，看看我们已经学过了什么:

• 使用D3DCAPS8::VertexShaderVersion 检查vertex shader是否被支持
• 使用D3DVSD_* 宏来定义vertex shader
• 使用SetVertexShaderConstant() 来设置常量寄存器
• 编写并编译vertex shader
  
  

现在让我们来学习如何得到一个vertex shader句柄并调用它。

创建Vertex Shader

CreateVertexShader() 函数用于创建一个vertex shader并使之生效:

HRESULT CreateVertexShader(    CONST DWORD* pDeclaration,    CONST DWORD* pFunction,    DWORD* pHandle,    DWORD Usage);

这个函数的第一个参数是指向以前定义的vertex shader的指针，并且返回一个shader句柄在pHandle中。第二个参数pFunction指向使用D3DXAssembleShader() / D3DXAssembleShaderFromFile() 编译过或者已经用编译器编译过的vertex shader的二进制代码。你可以强制 设置第四个参数为D3DUSAGE_SOFTWAREPROCESSING 来强制使用软件vertex模式。如果D3DRS_SOFTWAREVERTEXPROCESSING 被设置成真，第四个参数必须被设置。通过显式的设置软件模拟，vertex shader被CPU通过CPU厂商提供的软件接口模拟。如果有一个可以使用shader的GPU，使用硬件shader将会大大的提高速度。如果在用NVIDIA Shader调试器时，你必须设置这个属性或者使用参考光栅化(reference rasterizer)。

设置Vertex Shader

在调用DrawPrimitive*() 绘画一个物体之前，你必须使用etVertexShader() 为这个物体设置一个vertex shader.这个函数在两个primitive调用之间被动态的调用.

// set the vertex shaderm_pd3dDevice->SetVertexShader( m_dwVertexShader );

使用SetVertexShader() 调用的 Vertex shader 次数将等同于顶点数。例如，如果你试着用索引的三角形列表模式旋转一个四个顶点的四方形，你可以在NVIDIA Shader调试器中看到，在DrawPrimitive*() 函数被调用之前vertex shader运行了4次。

函数要传入的唯一参数就是你使用CreateVertexShader()创建的vertex shader句柄。这个函数调用的性能消耗相当的少，甚至比 SetTexture() 还低，所以可以经常的使用。

释放Vertex Shader资源

当一个游戏结束或者一个设备改变了，vertex shader拥有的资源必须被释放。这通过调用DeleteVertexShader() 来完成：

// delete the vertex shaderif (m_pd3dDevice->m_dwVertexShader != 0xffffffff){  m_pd3dDevice->DeleteVertexShader( m_dwVertexShader );  m_pd3dDevice->m_dwVertexShader = 0xffffffff;}

概要

现在我们已经大致了解了vertex shader的创建过程。让我们看一下迄今为止我们所学到的东西:

• 为了使用vertex shader，你必须检查你的最终用户电脑中所安装的软件或者硬件vertex shader接口 ，这可以通过检查 D3DCAPS8::VertexShaderVersion来实现。
• 你必须要定义好，哪一个顶点属性或者哪个顶点数据被映射到哪个输入寄存器。这个定义由D3DVSD_* 宏来完成。你还可以使用SetVertexShaderConstant() f或者提供的宏来设置vertex shader的常量寄存器。
• 当你准备好了任何东西并且已经写了一个vertex shader，你可以编译它，然后通过CreateVertexShader() 得到它的句柄，并最后调用SetVertexShader() 执行它。
• 为了释放vertex shader所申请的资源，你必须在游戏结束时调用DeleteVertexShader()释放这些资源。
  
  

下一章内容

在下一个章节"Vertex Shaders编程”中我们将开始编写我们自己的vertex shader。并且我们将讨论基本的光照算法和如何调用它们。

参考文献

[Bendel] Steffen Bendel, "Smooth Lighting with ps.1.4", ShaderX, Wordware Inc., pp ?? - ??, 2002, ISBN 1-55622-041-3

[Calver] Dean Calver, "Vertex Decompression in a Shader", ShaderX, Wordware Inc., pp ?? - ??, 2002, ISBN 1-55622-041-3

[Gosselin] David Gosselin, "Character Animation with Direct3D Vertex Shaders", ShaderX, Wordware Inc., pp ?? - ??, 2002, ISBN 1-55622-041-3

[Hurley] Kenneth Hurley, "undefinedhoto Realistic Faces with Vertex and Pixel Shaders", ShaderX, Wordware Inc., pp ?? - ??, 2002, ISBN 1-55622-041-3

[Isidoro/Gosslin], John Isidoro, David Gosselin, "Bubble Shader", ShaderX, Wordware Inc., pp ?? - ??, 2002, ISBN 1-55622-041-3

[LeGrand] Scott Le Grand, Some Overlooked Tricks for Vertex Shaders, ShaderX, Wordware Inc., pp ?? - ??, 2002, ISBN 1-55622-041-3

[Pallister] Kim Pallister, "Optimizing Software Vertex Shaders", ShaderX, Wordware Inc., pp ?? - ??, 2002, ISBN 1-55622-041-3

[Riddle/Zecha] Steven Riddle, Oliver C. Zecha, "undefinederlin Noise and Returning Results from Shader Programs", ShaderX, Wordware Inc., pp ?? - ??, 2002, ISBN 1-55622-041-3

[Schwab] John Schwab, "Basic Shader Development with Shader Studio", ShaderX, Wordware Inc., pp ?? - ??, 2002, ISBN 1-55622-041-3

[Vlachos01] Alex Vlachos, Jörg Peters, Chas Boyd and Jason L. Mitchell, "Curved PN Triangles", ACM Symposium on Interactive 3D Graphics, 2001 (http://www.ati.com/na/pages/resource_centre/dev_rel/CurvedPNTriangles.pdf).

其他资源

A lot of information on vertex shaders can be found at the web-sites of NVIDIA (developer.nvidia.com) and ATI (http://www.ati.com/). I would like to name a few:

Author	Article	Published at
Richard Huddy	Introduction to DX8 Vertex Shaders	NVIDIA web-site
Erik Lindholm, Mark J Kilgard, Henry Moreton	SIGGRAPH 2001 -- A User Programmable Vertex Engine	NVIDIA Web-Site
Evan Hart, Dave Gosselin, John Isidoro	Vertex Shading with Direct3D and OpenGL	ATI Web-Site
Jason L. Mitchell	Advanced Vertex and Pixel Shader Techniques	ATI Web-Site
Philip Taylor	Series of articles on Shader Programming	http://msdn.microsoft.com/directx
Keshav B. Channa	Geometry Skinning / Blending and Vertex Lighting	http://www.flipcode.com/tutorials/tut_dx8shaders.shtml
Konstantin Martynenko	Introduction to Shaders	http://www.reactorcritical.com/review-shadersintro/review-shadersintro.shtml

致谢

I'd like to recognize a couple of individuals that were involved in proof-reading and improving this paper (in alphabetical order):

• David Callele (University of Saskatchewan)
• Jeffrey Kiel (NVIDIA)
• Jason L. Mitchell (ATI)
  
  

萧闫子

  好！~~~~

嘻00哈

好东西！支持一下

烈火ivk

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codywu

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宇航员

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best

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lw7511

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萧妃

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