VEX —— 数据类型及操作符

目录

一，数据类型

struct

类型转换

二，操作符

点操作符 Dot operator

比较操作符 Comparisons

类型交换

操作符优先级

三，注释

四，保留的关键字

---

一，数据类型

        VEX即可在32模式下运行，也可在64位模式下运行；在32位下，所有float/vector/integer都是32位；在64位下，它们就是64位；无double和long类型；默认VEX使用32位integers，如使用AttribCast节点转换为64位，VEX会丢弃多余的位；

可使用下划线来断开长数字；

• int，整型，如1，-1，0x31,0b1,0212,1_000；
• float，浮点型，如3.14，0.000_1；
• vector2，二维向量，可表示纹理坐标，如{1,1}；
• vector，三维向量，可表示位置/方向/法线/颜色等，如{0,0,0}；
• vector4，四维向量，可表示位置(xyzw)或颜色(rgba)，常用于四元数quaternion，如{0,0,0,1}；
• matrix2，二维矩阵，表示2D旋转矩阵，如{{1,0},{0,1}}；
• matrix3，三维矩阵，表示3D旋转矩阵或2D变换矩阵，如{{1,0,0},{0,1,0},{0,0,1}}；
• matrix，四维矩阵，表示3D变换矩阵，如{{1,0,0,0},{0,1,0,0},{0,0,1,0},{0,0,0,1}}；
• string，字符串，如“hello world”；
• array，数组，如{0,1,2,3,4,5}；
• struct，结构体；
• dict，字典；
• bsdf，双向散射分布函数；

struct

        从H12起即可使用关键字struct定义新的结构化类型；类似C++11成员初始化，可在struct内给成员默认值；struct有两个隐式的构造函数，带参数（使用参数初始化成员）和不带参数（使用默认值）；使用前必须定义；

        可在struct内定义函数，来组织代码并允许有限形式的面向对象编程；

• 在struct函数内，可使用this来引用结构体实例；
• 在struct函数内，可通过名字引用结构体字段，好像变量一样；
• 可使用运算符->来调用结构体函数，如sampler->sample()，在结构体内部使用this->method()；

struct randsampler {
    //Fields
    int  seed;

    //Methods
    float sample()
    {
        //Struct functions can refer to fields by name
        return random(seed++);
    }
} 

cvex shader()
{
    randsampler sampler = randsampler(11);
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        //Use -> to call methods on struct instances
        printf("%f\n", sampler->sample());
    }
}

Mantra特定类型

        Mantra有一些预定义的struct类型，用于特定的着色函数，如light，material，lpeaccumulator；

类型转换

        变量转换，类似C++/Java，将一种类型值转换为另一种类型，如int转换为float；

int a, b;
float c;
c = a / b; //编译器会进行整形除法
c = (float)a / (float)b; //编译器才会进行浮点除法

        函数转换，VEX调用函数不仅像C++/Java一样基于参数类型，还会基于返回值类型；为避免参数类型相同返回值类型不同而带来的歧义，可强制转换函数typename( ... )；

float n;
n = noise(noise(P)); //即可调用float noise(vector)，也可调用vector noise(vector)
n = noise(vector(noise(P)));

vector n = vector( noise(P) ); //无需转换，因为包含隐式转换
vector n = noise(P);

        由于函数转换不会产生任何类型转换（只是选择要调用的函数），因此使用它不会降低性能。 好的经验是尽可能使用函数转换，仅在需要显式类型转换时才使用变量转换；

二，操作符

        VEX具有标准的C语言操作，但也有些不同，如：

• 两个vector或point相乘，表示各个元素间的相乘，而不是dot或cross；
• 许多运算符是为非标量数据类型定义的，如vector*matrix会通过matrix变换vector；
• 在不明确情况下，用一操作符将两不同类型组合后，其结果类型为右侧类型；

int + vector = vector

点操作符 Dot operator

• 可使用点操作符，去访问vector、matrix、struct其中的各个组件；

Vector2，.x/.u访问第一个元素，.y/.v访问第二个元素；

Vector，.x/.r访问第一个元素，.y/.g访问第二个元素，.z/.b访问第三个元素；

Vector4，.x/.r访问第一个元素，.y/.g访问第二个元素，.z/.b访问第三个元素，.w/.a访问第四个元素；

Matrix，.xx访问[0][0]，.zz访问[2][2]，.ax访问[3][0]等；

v.xyz = set(v.x，v.y，v.z)；

v1 = v.xyz； 

v4.rgba = set(v4.r，v4.g，v4.b，v4.a)；

比较操作符 Comparisons

• 关系操作符：==, !=, <, <=, >, >=
  • 左右类型应相同，仅限类型string、float、integer，返回整型；
• 匹配操作符：~=
  • 字符串匹配操作符，相当于match函数；
• 逻辑操作符：||, &&, !
• 位操作符：&, |, ^,  ~

类型交换

• float和int操作时，结果类型为左侧类型，如int*float=int；
• 如vector和scalar(int或float)加减乘除时，相当于与每个组件加减乘除；
• 如不同尺寸的vectors加减乘除时，相当于小尺寸vector缺失一个组件1，然后在每个组件加减乘除；可能会产生意想不到的结果，建议单独手动操作组件；

操作符优先级

Order	Operator	Associativity	Description
15	()	LtR	Function call, expression grouping, structure member
13	!	LtR	Logical negation
13	~	LtR	One’s complement
13	+	LtR	Unary plus (for example, +5)
13	-	LtR	Unary minus (for example, -5)
13	++	LtR	Increment (for exmaple, x++)
13	--	LtR	Decrememt (for example, x--)
13	(type)	LtR	Type cast (for example, (int)x)
12	*	LtR	Multiplication
12	/	LtR	Division
12	%	LtR	Modulus
11	+	LtR	Addition
11	-	LtR	Subtraction
10	<	LtR	Less-than
10	>	LtR	Greater than
10	<=	LtR	Less-than or equal
10	>=	LtR	Greater than or equal
9	==	LtR	Equal
9	!=	LtR	NOT Equal
9	~=	LtR	String matches
8	&	LtR	Bitwise AND
7	^	LtR	Bitwise XOR
6	|	LtR	Bitwise OR
5	&&	LtR	Logical AND
4	||	LtR	Logical OR
3	?:	LtR	Ternary conditional (for example, x ? "true" : "false")
2	= += -= *= /= %= &= |= ^=	RtL	Variable assignment
1	,	LtR	Argument separator

三，注释

VEX 使用 C++ 风格的注释：

• 单行注释前面加//；
• 自由格式注释以 /* 开头并以 */ 结尾；

四，保留的关键字

• char，int，float， vector2/,vector/vector4，matrix2/matrix3/matrix，string, struct，dict
• if，else
• do，for，while，foreach
• break，continue
• return
• false，true
• const
• void
• typedef
• export
• union
• bsdf
• illuminance
• color
• normal
• gather
• hpoint
• import
• integer
• point
• forpoints