[论文简要]Integrating Shaders Into the Vision Rendering Engine

shaderx3中的这篇paper现在看来明显已经成为了3d game engine设计的commom sense。

下面按照文中的章节标题进行摘要性的叙述：

Assigning Shaders to Geometry

　　文中提到，将物体的shader分成2种，一种是静态物体的材质例如毛皮，凹凸等等，一种是动态环境例如动态光影，体积雾等等。在进行动态shader的计算的时候如果动态环境是具有体积效果的话，需要找出受动态环境影响的可渲染物的集合。

Rendering Order

　　文中将渲染基本的纹理贴图和静态光照称为Base Pass。将其他的动态效果或者是其他shader的渲染称之为Effect Pass。

　　在进行渲染的时候，常识是先进行不透明物体的渲染，再进行透明物体的渲染。但是在多pass渲染的情况下这个方法就不那么灵验了。多pass的情况下使得渲染顺序的复杂度剧增，为了解决这个问题，并能够协调诸如钩边，体积雾等技术，文中提出了以下解决方法：

　　

Code
 1void RenderLoop3()
 2{
 3  RenderEffects(OPAQUE,PRE_BASEPASS);
 4  RenderBasePass(OPAQUE);
 5  RenderEffects(OPAQUE,POST_BASEPASS);
 6
 7  RenderEffects(TRANSLUCENT,PRE_BASEPASS);
 8  RenderBasePass(TRANSLUCENT);
 9  RenderEffects(TRANSLUCENT,POST_BASEPASS);
10}

 　　将Effect Pass的渲染分为了Pre-Base Pass和Post-Base Pass。例如要进行卡通渲染的钩边，常用的做法是在VS中根据normal进行，这一步放在Pre-Base中进行。而使用Blend方式的渲染动态光源则放在了Post-Base Pass中进行。有时候在同一个阶段可能会存在多个需要渲染的pass，例如动态光照和体积雾的渲染，都是放在Post-Base Pass中进行，这个时候可以给shader加上一个sort key，这样就可以保证体积雾的绘制始终在动态光照绘制之后进行。

shader callback functions

 　　文中提到，在进行每帧渲染前以及每个批次的几何体渲染前分别提供回调函数，以进行渲染前的最后修改。这点倒是和Gamebryo的实现很像，Gamebryo的Render系统的设计中也是提供了这样的一组回调函数，用意也和本文观点一致。

　　文中举出了2个使用回调函数的例子，一个是进行光照渲染的时候，使用回调函数计算几何体受哪些光影的影响，另一个例子是在渲染毛皮的时候，使用到摄像机的距离选择毛发的shell长度。

Reducing Overhead for State Setup

 　　为了减少渲染状态的切换，文中提出的方法有：对透明以及不透明物体进行排序；在shader对象中提供接口，能够查询shader使用了哪些特殊的纹理，例如光照贴图，法线贴图等等，对这些使用特殊纹理的shader设置需要的渲染状态，否则不进行渲染状态的绘制。另外再进行渲染状态设置前，查询当前的渲染状态，如果和要设置的状态一致的话，就不进行API的调用，毕竟调用改变渲染状态的API耗时还是比较多的。

 Texture

　　文中提到，为了灵活的使用程序生成的纹理（CPU端生成的过程纹理）和通过美术制作的纹理，使用另一种叫做纹理修改器的技术，纹理修改器是一个函数，接受一个纹理，然后通过某种算法将纹理中的像素转化为想要的效果，例如转化为灰度图，添加alpha通道等等。纹理修改器提供给了使用引擎的人一定的灵活性，用户可以自定义修改器，来进行纹理的修改，在某些运行时的情况下，这种功能是很方便的。