GLSL转HLSL逆向分析的参考手册【一】

GLSL 和 HLSL 主要的不同点

GLSL HLSL
面向过程,注重步骤,就像C语言 面向对象,注重数据对象,就像C++语言
Shader直接编译集成到图形API中 HLSL编译器将Shader编译成二进制,然后再将其传递给驱动程序
变量直接存储 数据通过声明进行传递
矩阵是纵向的(行矩阵) 矩阵是横向的(列矩阵)
逐片元着色 逐像素着色

基本类型转换

(GLSL -> HLSL)

highp vec4 -> float4
mediump vec4 -> half4
lowp vec4 -> fixed4

highp vec3 -> float3
mediump vec3 -> half3
lowp vec3 -> fixed3

highp vec2 -> float2
mediump vec2 -> half2
lowp vec2 -> fixed2

highp float -> float
mediump float -> half
lowp float -> fixed
highp int -> int

vec4 -> float4
vec3 -> float3
vec2 -> float2

bvec4 -> bool4
bvec3 -> bool3
bvec2 -> bool2

ivec4 -> int4
ivec3 -> int3
ivec2 -> int2

mat4 -> float4x4
mat3 -> float3x3
mat2 -> float2x2
(GLSL -> HLSL)

_PointLightPosAndRange -> _WorldSpaceLightPos0
_PointLightColorAndAtten -> unity_4LightAtten0
vs_TEXCOORD0 -> i.uv
vs_TEXCOORD1 -> i.uv1

预定义全局变量

(GLSL -> HLSL)
gl_Position -> SV_Position
gl_PointSize -> PSIZE
gl_FragColor -> SV_Target
gl_FragData[n] -> SV_Target[n]
gl_FragCoord -> SV_Position
gl_FrontFacing -> SV_IsFrontFace
gl_PointCoord -> SV_Position
gl_FragDepth -> SV_Depth

内置函数

可以直接转换的方法

(GLSL -> HLSL)

exp2 -> exp2
log2 -> log2
sqrt -> sqrt
inversesqrt -> rsqrt
texture -> tex2D
textureLod -> SampleLevel
UnityObjectToClipPos
// HLSL
float4 data0;
float4 data1;

data1 = UnityObjectToClipPos(data0);

// GLSL
vec4 data0;
vec4 data1;
vec4 tmp0;
vec4 tmp1;

tmp0 = data0.yyyy * hlslcc_mtx4x4unity_ObjectToWorld[1];
tmp0 = hlslcc_mtx4x4unity_ObjectToWorld[0] * data0.xxxx + tmp0;
tmp0 = hlslcc_mtx4x4unity_ObjectToWorld[2] * data0.zzzz + tmp0;
tmp0 = tmp0 + hlslcc_mtx4x4unity_ObjectToWorld[3];
tmp1 = tmp0.yyyy * hlslcc_mtx4x4unity_MatrixVP[1];
tmp1 = hlslcc_mtx4x4unity_MatrixVP[0] * tmp0.xxxx + tmp1;
tmp1 = hlslcc_mtx4x4unity_MatrixVP[2] * tmp0.zzzz + tmp1;
data1 = hlslcc_mtx4x4unity_MatrixVP[3] * tmp0.wwww + tmp1;

指数函数

pow
// HLSL
float4 data0;
float4 data1;
float4 result;
result = pow(data0, data1);

// GLSL
vec4 data0;
vec4 result;
vec4 tmp0;
     
tmp0 = log2(data0);
tmp0 = tmp0 * data1;
result = exp2(tmp0);
exp
// HLSL
float4 data0;
float4 result;
result = exp(data0);

// GLSL
vec4 data0;
vec4 tmp0;
vec4 result;

tmp0 = data0 * vec4(1.44269502, 1.44269502, 1.44269502, 1.44269502);
result = exp2(tmp0);
log
// HLSL
float4 data0;
float4 result;
result = log(data0);

// GLSL
vec4 data0;
vec4 tmp0;
vec4 result;

tmp0 = log2(data0);
result = tmp0 * vec4(0.693147182, 0.693147182, 0.693147182, 0.693147182);

矩阵

GLSL中的矩阵是纵向的,而untiy中的矩阵是横向的。
例:

GLSL Matrix
x x x
y y y
z z z

Unity Matrix
x y z
x y z
x y z

在GLSL中见到形如以下的构建矩阵代码:

highp mat3 tmpvar_8;
tmpvar_8[0].x = tmpvar_6.x;
tmpvar_8[0].y = tmpvar_7.x;
tmpvar_8[0].z = tmpvar_1.x;
tmpvar_8[1].x = tmpvar_6.y;
tmpvar_8[1].y = tmpvar_7.y;
tmpvar_8[1].z = tmpvar_1.y;
tmpvar_8[2].x = tmpvar_6.z;
tmpvar_8[2].y = tmpvar_7.z;
tmpvar_8[2].z = tmpvar_1.z;

转换到unity中就应该改成

float3x3 tmpvar_8;
tmpvar_8[0] = tmpvar_6.xyz;
tmpvar_8[1] = tmpvar_6.xyz;
tmpvar_8[2] = tmpvar_6.xyz;

关键字

static

如果带static关键字前缀,若它是全局变量,就表示它不是暴露于着色器之外的。换句话说,它是着色器局部的。如果一个局部变量以static关键字为前缀,它就和C++中static局部变量有相同的行为。也就是说,该变量在函数首次执行时被一次性初始化,然后在所有函数调用中维持其值。如果变量没有被初始化,它就自动初始化为0。

uniform

如果变量以uniform关键字为前缀,就意味着此变量在着色器外面被初始化,比如被C++应用程序初始化,然后再输入进着色器。

extern

如果变量以extern关键字为前缀,就意味着该变量可在着色器外被访问,比如被C++应用程序。仅全局变量可以以extern关键字为前缀。不是static的全局变量默认就是extern。

shared

如果变量以shared关键字为前缀,就提示效果框架:变量将在多个效果间被共享。仅全局变量可以以shared为前缀。

volatile

如果变量以volatile关键字为前缀,就提示效果框架:变量将时常被修改。仅全局变量可以以volatile为前缀
const——HLSL中的const关键字和C++里的意思一样。也就是说,如果变量以const为前缀,那此变量就是常量,并且不能被改变。

内置的矩阵(float4x4):

名称 说明
UNITY_MATRIX_MVP 当前模型视图投影矩阵
UNITY_MATRIX_MV 当前模型视图矩阵
UNITY_MATRIX_V 当前视图矩阵
UNITY_MATRIX_P 当前的投影矩阵
UNITY_MATRIX_VP 当前视图投影矩阵
UNITY_MATRIX_T_MV 模型视图矩阵的转置
UNITY_MATRIX_IT_MV 模型视图矩阵的逆转置
_Object2World 当前模型矩阵
_World2Object 当前世界矩阵的逆矩阵

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