CG编程学习（二）

什么是输入输出与语义？

in ,out , inout：表示函数的输入参数的传递方式。uniform，用于指定变量数据的初始化方式。const ，用于指定修饰的变量为常量变量。

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CG语言将输入数据流分为两类：Varying inputs 和 Uniform inputs。前者表示数据流输入图元信息的各种组成要素，从应用程序到GPU的数据，除了顶点位置数据，还有顶点的法向量数据，纹理坐标数据等。CG提供了一组语义词来表明参数是由顶点的哪些数据初始化的。后者表示一些与三维渲染有关的离散信息数据，这些数据通常由应用程序传入，通常不会随图元的信息变化而变化。如材质对光的反射信息，运动矩阵等。in修饰一个形参只用于输入，进入函数体时被初始化，且该形参值的改变不会影响实参的值，这是典型的值传递。out修饰一个形参只用于输出，进入函数体时并没有被初始化，这种类型的形参一般是一个函数的运行结果。inout修饰形参既用于输入也用于输出，这是典型的引用传递。

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语义是两个处理阶段（顶点程序和片段程序）输入输出数据和寄存器之间的桥梁，同时语义还表示数据的含义，如POSITION一般表示参数中存放的数据是顶点位置。语义只对两个处理阶段的输入输出数据有意义，也就是说语义只有在入口函数中才有效，在内部函数（一个阶段的内部处理函数，和下个阶段没有数据传递关系）无效，被忽略。

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顶点着色程序的输入语义：

POSITION：顶点位置坐标（通常在模型空间中），在OpenGL中对应为接受应用程序传递的顶点数据的寄存器。(四元向量)

但DX10之后就推荐使用SV_POSITION作为vertex shader的输出和fragment shader的输入了，注意vertex shader的输入还是使用POSITION！切记。

但是DX10以后的代码依旧兼容POSITION作为全程表达，估计编译器会自动判断并替换的吧。

NORMAL：顶点法向量坐标（通常位于模型空间中），在OpenGL中对应位接受应用程序传递的法向量数据的寄存器。（四元向量）

TANGENT、BINORMAL、PSIZE、BLENDWEIGHT、BLENDINDICES、TEXCOORD0、TEXCOORD1、TEXCOORD2、TEXCOORD3、TEXCOORD4、TEXCOORD5、TEXCOORD6、TEXCOORD7。

输入语义词

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顶点着色程序的输出语义：

顶点程序的输出数据被传入到片段程序中，所以顶点着色程序的输出语义词，通常也是片段程序的输入语义词，不过语义词POSITION除外。

POSITION、COLOR0-COLOR1、PSIZE、FOG、TEXCOORD0-TEXCOORD7适用于所有的顶点输出语义和片段输入语义。

顶点着色程序必须申明一个输出变量，并绑定POSITION语义，该变量中的数据将被用于且只能被用于光栅化。如果没有申明一个绑定了POSITION语义词的输出变量，编译会出错。为了保持顶点程序输出语义和片段程序输入语义的一致性，通常使用相同的struct类型数据作为两者之间的传递。

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片段程序的输出语义：

片段程序的输出语义词比较少，通常只有COLOR。这是因为片段程序运行完毕基本就到了GPU流水线的末端了。片段程序必须申明一个out向量并绑定COLOR语义，这个值将被作为该片段的最终颜色值。

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语义绑定方法：

入口函数输入输出数据的绑定有4种方法：

1绑定语义放在函数参数列表的参数申明后面

放在参数申明后面

2绑定语义词可以放在结构体成员的后面

放在结构体成员后面

3绑定语义放在函数申明的后面

放在函数的后面

4将绑定语义放在全局非静态变量申明的后面。

这种形式很少用到。

在unity中，填充到POSITION,NORMAL这些语义的数据是从哪里来的呢？它们是由使用这个Shader的MeshRender组建提供的。在每帧调用DrawCall时，MeshRender组建会把它负责渲染的模型数据发送给Shader，在Shader中可以通过顶点着色器访问这些数据并做出相应变换处理。