1.1什么是着色器
DirectX使用管道技术(pipeline)进行图形渲染,其构架如下:
图1.1 Direct3D Graphics Pipeline
之前我们使用管道的步骤如下:
1. 设定顶点、图元、纹理等数据信息;
2. 设定管道状态信息;
² 渲染状态
通过SetRenderState方法设定渲染状态;
另外,使用以下方法设置变换、材质和光照:
SetTransform
SetMaterial
SetLight
LightEnable
² 取样器状态
通过SetSamplerState方法设定取样器状态;
² 纹理层状态
通过SetTextureStageState设定纹理层状态;
3. 渲染;
这部分交由D3D管道按照之前的设定自行完成,这部分操作是D3D预先固定的,所以这种管道技术被称为固定功能管道(fixed function pipeline);
固定功能管道给我们编程提供了一定的灵活性,但是仍有很多效果难以通过这种方式实现,比如:
1. 在渲染过程中,我们要求y坐标值大于10的顶点要被绘制到坐标值(0,0,0)的地方,在之前的固定功能管道中,顶点被绘制的位置是在第1步即被设定好的,不可能在渲染过程中进行改变,所以是不可行的;
2. 谋顶点在纹理贴图1上映射为点A,在纹理贴图2上映射为点B,我们要求该顶点颜色由A、B共同决定,即:
定点颜色 = A点色彩值*0.7 + B点色彩值*0.3
这在固定管道编程中也是不可行的。
以上两个问题都可以由可编程管道(pragrammable pipeline)来解决。
可编程管线允许用户自定义一段可以在GPU上执行的程序,代替固定管道技术中的Vertex Processing和Pixel Processing阶段(参照图1.1),从而在使我们在编程中达到更大的灵活性。其中替换Vertex Processing的部分叫做Vertex Shader(顶点着色器),替换Pixel Proccessing的部分叫做Pixel Shader(像素着色器),这就是我们所说的着色器Shader。