HLSL内置函数，及HLSL与GLSL的对应函数

HLSL函数列表

本表来自网络，我对说明做了些修改。

Name	Syntax	Description
abs	abs(x)	返回x的绝对值。对x的每个元素都会独立计算一次。Absolute value (per component).
acos	acos(x)	返回x的反余弦值。对x的每个元素都会独立计算一次。Returns the arccosine of each component of x.
all	all(x)	检测x的所有元数的值是否为0.Test if all components of x are nonzero.
any	any(x)	检测x是否有某个元数的值为0.Test if any component of x is nonzero.
asfloat	asfloat(x)	将x转换为float类型。Convert the input type to a float.
asin	asin(x)	返回x的反正弦值。对x的每个元素都会独立计算一次。
asint	asint(x)	将x转换为int类型。Convert the input type to an integer.
asuint	asuint(x)	将x转换为uint类型。
atan	atan(x)	返回x的反正切值。
atan2	atan2(y, x)	返回y、x的反正切值。
ceil	ceil(x)	返回大于或等于x的最小整数。
clamp	clamp(x, min, max)	将x截取在[min, max]范围内。
clip	clip(x)	如果x中存在值小于0的参数，则丢弃当前像素。
cos	cos(x)	返回x的余弦值。
cosh	cosh(x)	返回x的双曲余弦值。
cross	cross(x, y)	返回x、y的叉积。
D3DCOLORtoUBYTE4	D3DCOLORtoUBYTE4(x)	混合和缩放4D向量x用于补偿一些对UBYTE4支持的硬件。Swizzles and scales components of the 4D vector x to compensate for the lack of UBYTE4 support in some hardware.
ddx	ddx(x)	返回关于屏幕坐标x轴的偏导数。
ddy	ddy(x)	返回关于屏幕坐标y轴的偏导数。
degrees	degrees(x)	将x（弧度）转换到角度。
determinant	determinant(m)	返回的正方形矩阵m的行列式。
distance	distance(x, y)	返回x、y之间的距离。
dot	dot(x, y)	返回x、y的点积。
exp	exp(x)	返回以e为底数，x为指数的指数函数值。
exp2	exp2(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。
faceforward	faceforward(n, i, ng)	检测多边形是否位于正面。-n * sign(•(i, ng))。
floor	floor(x)	返回小于等于x的最大整数。
fmod	fmod(x, y)	返回x/y的浮点余数。
frac	frac(x)	返回x的小数部分。
frexp	frexp(x, exp)	返回x的尾数和指数。
fwidth	fwidth(x)	返回 abs(ddx(x)) + abs(ddy(x))，
GetRenderTargetSampleCount	GetRenderTargetSampleCount()	返回渲染目标采样器的个数。Returns the number of render-target samples.
GetRenderTargetSamplePosition	GetRenderTargetSamplePosition(x)	返回关于给定采样器的一个采样点(x,y)。Returns a sample position (x,y) for a given sample index.
isfinite	isfinite(x)	如果x为有限值则返回true，否则返回false。
isinf	isinf(x)	如果x为无限值则返回true，否则返回false。
isnan	isnan(x)	如果x为NAN或QNAN则返回true，否则返回false。
ldexp	ldexp(x, exp)	frexp的逆运算，返回 x * 2 ^ exp。
length	length(v)	返回v向量的长度。
lerp	lerp(x, y, s)	对x、y进行插值计算。Returns x + s(y - x)。
lit	lit(n • l, n • h, m)	返回光照向量（环境光，漫反射光，镜面高光，1）。
log	log(x)	返回以e为底的对数。
log10	log10(x)	返回以10为底的对数。
log2	log2(x)	返回以2为底的对数。
max	max(x, y)	返回x、y中较大值。
min	min(x, y)	返回x、y中较小值。
modf	modf(x, out ip)	把x分割为整数和小数部分。
mul	mul(x, y)	返回x、y矩阵相乘的积。
noise	noise(x)	Generates a random value using the Perlin-noise algorithm.
normalize	normalize(x)	返回单位化向量，定义为 x / length(x)。
pow	pow(x, y)	返回x^y。
radians	radians(x)	将x（角度）转换到弧度。
reflect	reflect(i, n)	返回入射光线i对表面法线n的反射光线。
refract	refract(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。
round	round(x)	返回最接近x的整数。
rsqrt	rsqrt(x)	返回x平方根的倒数。 1 / sqrt(x) 。
saturate	saturate(x)	把x截取在[0, 1]之间。
sign	sign(x)	返回x的符号。
sin	sin(x)	返回x的正弦值。
sincos	sincos(x, out s, out c)	返回x的正弦值和余弦值。
sinh	sinh(x)	返回x的双曲正弦值。
smoothstep	smoothstep(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。
sqrt	sqrt(x)	返回x的平方根，对x的每个字段都会计算一次。
step	step(a, x)	返回 (x >= a) ? 1 : 0 。
tan	tan(x)	返回x的正切值。
tanh	tanh(x)	返回x的双曲正切值。
tex1D	tex1D(s, t)	返回纹理s在t位置的颜色。1D texture lookup.
tex1Dbias	tex1Dbias(s, t)	使用bias返回纹理s在t位置的颜色。1D texture lookup with bias.
tex1Dgrad	tex1Dgrad(s, t, ddx, ddy)	1D texture lookup with a gradient.
tex1Dlod	tex1Dlod(s, t)	使用LOD返回纹理s在t位置的颜色。1D texture lookup with LOD.
tex1Dproj	tex1Dproj(s, t)	使用透视分离返回纹理s在t位置的颜色。1D texture lookup with projective divide.
tex2D	tex2D(s, t)	返回纹理s在t位置的颜色。
tex2Dbias	tex2Dbias(s, t)	2D texture lookup with bias.
tex2Dgrad	tex2Dgrad(s, t, ddx, ddy)	2D texture lookup with a gradient.
tex2Dlod	tex2Dlod(s, t)	2D texture lookup with LOD.
tex2Dproj	tex2Dproj(s, t)	2D texture lookup with projective divide.
tex3D	tex3D(s, t)	3D texture lookup.
tex3Dbias	tex3Dbias(s, t)	3D texture lookup with bias.
tex3Dgrad	tex3Dgrad(s, t, ddx, ddy)	3D texture lookup with a gradient.
tex3Dlod	tex3Dlod(s, t)	3D texture lookup with LOD.
tex3Dproj	tex3Dproj(s, t)	3D texture lookup with projective divide.
texCUBE	texCUBE(s, t)	Cube texture lookup.
texCUBEbias	texCUBEbias(s, t)	Cube texture lookup with bias.
texCUBEgrad	texCUBEgrad(s, t, ddx, ddy)	Cube texture lookup with a gradient.
texCUBElod	tex3Dlod(s, t)	Cube texture lookup with LOD.
texCUBEproj	texCUBEproj(s, t)	Cube texture lookup with projective divide.
transpose	transpose(m)	返回m的转置矩阵。
trunc	trunc(x)	将x的所有元素从浮点值截断到整数值。

HLSL与GLSL的对应函数

到了2016年我们依旧还在各种着色语言中徘徊着，目前一线的着色语言有支持Direct3D的HLSL和支持OpenGL的GLSL以及作为“默认”前端语言为Vulkan服务的SPIR-V。SPIR-V这一中间层语言也许最终成为这一切的首选，但这还需要一段时间。所以现在，当你需要将HLSL为GLSL或将HLSL转换GLSL时 ，你仍需要将精力放在两者的Api上。

 

我今天不会深入讲到到交叉编译器——这会是一个很大的话题——而是更多关注这两种语言相似之处。你是否遇到过，SV_Position输入在GLSL中是什么？那么这篇文章正是给你的！

 

注意

这篇文章绝对是不够完整的。当你需求去了解GLSL和HLSL之间着色器区别的时候，它只能作为一个出发点。我省略了那些用于实例的相同函数。

 

 

系统参数与內建的输入参数

Direct3D有很多系统参数，而相应的，GLSL也有內建的输入参数的概念。他们的对应关系如下：

 

HLSL	GLSL
SV_ClipDistance	gl_ClipDistance
SV_CullDistance	当存在ARB_cull_distance情况下gl_CullDistance
SV_Coverage	gl_SampleMaskIn & gl_SampleMask
SV_Depth	gl_FragDepth
SV_DepthGreaterEqual	layout (depth_greater) out float gl_FragDepth;
SV_DepthLessEqual	layout (depth_less) out float gl_FragDepth;
SV_DispatchThreadID	gl_GlobalInvocationID
SV_DomainLocation	gl_TessCord
SV_GroupID	gl_WorkGroupID
SV_GroupIndex	N/A
SV_GroupThreadID	gl_LocalInvocationID
SV_GSInstanceID	gl_InvocationID
SV_InsideTessFactor	gl_TessLevelInner
SV_InstanceID	gl_InstanceID & gl_InstanceIndex (后面的 Vulkan 会有不同的语义)
SV_IsFrontFace	gl_FrontFacing
SV_OutputControlPointID	gl_InvocationID
N / A	gl_PatchVerticesIn
SV_Position	在顶点着色器中gl_Position 在片元着色器中gl_FragCoord
SV_PrimitiveID	gl_PrimitiveID
SV_RenderTargetArrayIndex	gl_Layer
SV_SampleIndex	gl_SampleID
通过EvaluateAttributeAtSample可以达到等价	gl_SamplePosition
SV_StencilRef	当存在ARB_cull_distance情况下gl_FragStencilRef
SV_Target	layout(location=N) out your_var_name
SV_TessFactor	gl_TessLevelOuter
SV_VertexID	gl_VertexID & gl_VertexIndex (后面的Vulkan会有不同的语义)
SV_ViewportArrayIndex	gl_ViewportIndex

此表来源于OpenGL维基百科，HLSL语义文档以及GL_KHR_vulkan_glsl扩展规范。

 

原子操作

原子操作的对应关系非常简单。将Interlocked换成atomic。因此InterlockedAdd则替换成atomicAdd，以此类推。唯一的区别就是InterlockedCompareExchange要换成atomicCompSwap。

 

共享/本地内存

 HLSL中的groupshared 内存就是GLSL中的shared 内存。仅此而已。

 

内存屏障

HLSL	GLSL
GroupMemoryBarrierWithGroupSync	groupMemoryBarrier 和 barrier
GroupMemoryBarrier	groupMemoryBarrier
DeviceMemoryBarrierWithGroupSync	memoryBarrier, memoryBarrierImage, memoryBarrierImage和barrier
AllMemoryBarrierWithGroupSync	上面所有的内存栅栏 和 barrier
AllMemoryBarrier	上面所有的内存栅栏
N/A	memoryBarrierShared

 

 

纹理访问

在没有Vulkan之前，贴图是整体绑定的，不可能部分访问。幸运的是， Vulkan使用和HLSL类似的语义，使得这部分可以有所不同。这个主要区别在于，HLSL中访问方法是“纹理对象”的一部分，而在GLSL，他们使用的是自由函数。在HLSL中，您要用一个Sampler采样器去采样一张Texture纹理贴图如下：

 

Texture.Sample (Sampler, coordinate)

 

在GLSL中，你需要指定纹理的类型和采样器的类型，除此之外，基本是一样的：

texture (sampler2D(Texture, Sampler), coordinate)

 

HLSL	GLSL
CalculateLevelOfDetail & CalculateLevelOfDetailUnclamped	textureQueryLod
Load	texelFetch 和 texelFetchOffset
GetDimensions	textureSize, textureQueryLevels 和textureSamples
Gather	textureGather, textureGatherOffset, textureGatherOffsets
Sample, SampleBias	texture, textureOffset
SampleCmp	samplerShadow
SampleGrad	textureGrad, textureGradOffset
SampleLevel	textureLod, textureLodOffset
N/A	textureProj

 

基本数学函数

GLSL和HLSL对默认矩阵阐释有所不同。GLSL使用列优先右乘矩阵（也就是，你用的是 M * v），HLSL使用行优先左乘矩阵（v * M）然而你通常可以忽略这些-你可以重载这个命令，使之可以在左右两边都能进行乘法 –这将会改变矩阵m中m[0]的含义。在HLSL中，将返回第一行，而在GLSL中，则会返回第一列。，当你用“本来的”的命令初始化成员的时候，这同样也适用于构造函数。

 

各种函数

HLSL	GLSL
atan2(y,x)	atan 使用参数交换
ddx	dFdx
ddx_coarse	dFdxCoarse
ddx_fine	dFdxFine
ddy	dFdy
ddy_coarse	dFdyCoarse
ddy_fine	dFdyFine
EvaluateAttributeAtCentroid	interpolateAtCentroid
EvaluateAttributeAtSample	interpolateAtSample
EvaluateAttributeSnapped	interpolateAtOffset
frac	fract
lerp	mix
mad	fma
saturate	clamp(x, 0.0, 1.0)

 

 

如果我还有什么疏漏的？请在下面评论，我会更新这篇文章！