7.1 Cg 关键字

文章内容源自《GPU编程与CG语言之阳春白雪下里巴人》，因笔者读书易中途放弃，遂每读一章节，将其移至平台，以此作为对自己读书的勉励。笔者用粗体、斜体 标注了关键词句，望感兴趣的读者们一起学习共勉。猛戳这里查看更多！

第 7 章 输入\输出与语义绑定

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第三章从 GPU 运行原理和数据流程的角度阐述了顶点着色程序和片段着色程序的输入输出，即，应用程序（宿主程序）将图元信息（顶点位置、法向量、纹理坐标等）传递给顶点着色程序；顶点着色程序基于图元信息进行坐标空间转换，运算得到的数据传递到片段着色程序中；片段着色程序还可以接受从应用程序中传递的纹理信息，将这些信息综合起来计算每个片段的颜色值，后将这些颜色值输送到帧缓冲区（或颜色缓冲区）中。

这些是顶点着色程序和片段着色程序的基本功能和数据输入输出，实际上现在的着色程序已经可以接受多种数据类型，并灵活的进行各种算法的处理，如，可以接受光源信息（光源位置、强度等）、材质信息（反射系数、折射系数等）、运动控制信息（纹理投影矩阵、顶点运动矩阵等），可以在顶点程序中计算光线的折射方向，并传递到片段程序中进行光照计算。

这一章节中，我们将讲解Cg语言通过何种机制确定数据类型和传递形式。读者要抱着如下几个问题阅读本章节：

1. 从应用程序传递到GPU的数据，分为图元信息数据（在GPU处理的基本数据如顶点位置信息等）和其他的离散数据（在GPU运行流程中不会发生变化，如材质对光的反射、折射信息），这两种输入数据如何区分？

2. 从应用程序传递到GPU中的图元信息如何区分类型，即，顶点程序怎么知道一个数据是位置数据，而不是法向量数据？

3. 顶点着色程序与片段着色程序之间的数据传递如何进行？

7.1 Cg 关键字

关键字是语言本身所保留的一个字符串集合，用于代表特定的含义，如前面所讲到的数据类型关键字 int、float 等，以及结构体关键字 struct。Cg 中的关键字很多都是照搬 C\C++中的关键字，不过 Cg 中也创造了一系列独特的关键字，这些关键字不但用于指定输入图元的数据含义（是位置信息，还是法向量信息），本质也则对应着这些图元数据存放的硬件资源（寄存器或者纹理），称之为语义词（Semantics），通常也根据其用法称之为绑定语义词（binding semantics）。

除语义词外，Cg 中还提供了三个关键字，in、out、inout，用于表示函数的输入参数的传递方式，称为输入\输出关键字，这组关键字可以和语义词合用表达硬件上不同的存储位置，即同一个语义词，使用 in 关键字修辞和 out 关键词修辞，表示的是图形硬件上不同的寄存器。

Cg 语言还提供两个修辞符：uniform，用于指定变量的数据初始化方式；const 关键字的含义与 C\C++中相同，表示被修辞变量为常量变量。

下面将分别对上述的关键字进行详细阐述。这一章非常关键，尤其是语义词的使用方法和含义，再小的 Cg 程序都需要使用到语义词。