Unity Shader 学习笔记 (八) 语义词与语义绑定
Unity Shader 学习笔记 (八) 语义词与语义绑定
输入\输出修辞符（in\out\inout）
参数传递
参数传递是指：函数调用实参值初始化函数形参的过程。在C\C++中，根据形参值的改变是否会导致实参值的改变，参数传递分为“值传递（pass-by-value）”
和“引用传递（pass-by-reference）”。按值传递时，函数不会访问当前调用的实参，函数体处理的是实参的拷贝，也就是形参，所以形参值的改变不会影响实参值；
引用传递时，函数接收的是实参的存放地址，函数体中改变的是实参的值。C\C++采取指针机制构建引用传递，所以通常引用传递也称为“指针传递”。
和“引用传递（pass-by-reference）”。按值传递时，函数不会访问当前调用的实参，函数体处理的是实参的拷贝，也就是形参，所以形参值的改变不会影响实参值；
引用传递时，函数接收的是实参的存放地址，函数体中改变的是实参的值。C\C++采取指针机制构建引用传递，所以通常引用传递也称为“指针传递”。
Cg 语言中参数传递的方式
Cg 语言中参数传递方式同样分为“值传递”和“引用传递”，但指针机制并不被GPU 硬件所支持，所以Cg 语言采用不同的语法修辞符来区别“值传递”和“引用传递”。这些修辞符分别为：
1. in: 修辞一个形参只是用于输入，进入函数体时被初始化，且该形参值的改变不会影响实参值，这是典型的值传递方式。
2. out: 修辞一个形参只是用于输出的，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；
3. inout: 修辞一个形参既用于输入也用于输出，这是典型的引用传递。
举例如下：
void myFunction(out float x); //形参x，只是用于输出
void myFunction(inout float x); //形参x，即用于输入时初始化，也用于输出数据
void myFunction(in float x); //形参x，只是用于输入
void myFunction(float x); //等价与 in float x，这种用法和C\C++完全一致也可以使用return 语句来代替out 修辞符的使用。输入\输出修辞符通常和语义词一起使 //用，表示顶点着色程序和片段着色程序的输入输出。
语义词和语义绑定的概念
语义词，表示输入图元的数据含义（是位置信息，还是法向量信息），也表明这些图元数据存放的硬件资源（寄存器或者纹理缓冲区）。顶点着色程序和片段着色程序中Varying inputs 类型的输入，必须和一个语义词相绑定，这称之为
绑定语义（binding semantics）。
语义，分为输入语义和输入语义；输入语义和输出语义是有区别的。虽然一些参数经常会使用相同的绑定语义词，例如：顶点Shader 的输入参数，POSITION指应用程序传入的顶点位置，而输出参数使用POSITION 语义就表示要反馈给硬件光栅器的裁剪空间位置，光栅器把POSITION 当成一个位置信息。虽然两个语义都命名为POSITION，但却对应着图形流水线上不同的寄存器。
顶点着色程序的输入语义
下面这组绑定语义关键字被Cg 语言的所有vertex profile 所支持
POSITION
BLENDWEIGHT
NORMAL
NORMAL
TANGENT
BINORMAL
BINORMAL
PSIZE
BLENDINDICES
BLENDINDICES
TEXCOORD0---TEXCOORD7
举例如下:
in float4 modelPos: POSITION
in float4 modelNormal: NORMAL
下面这些语义词适用于所有的Cg vertex profiles作为输出语义和Cg fragment profiles的输入语义：
POSITION
PSIZE
FOG
COLOR0-COLOR1
TEXCOORD0-TEXCOORD7
TEXCOORD0-TEXCOORD7
片段着色程序的输入语义
片段着色程序的输出语义词较少，通常是COLOR。这是因为片段着色程序运行完毕后，就基本到了GPU流水线的末端了。 片段程序必须声明一个out向量（三元或四元），绑定语义词COLOR，这个值将被用作该片断的最终颜色值。
语义绑定方法
1. 绑定语义放在函数的参数列表的参数声明后面中：
[const] [in | out | inout]<type><identifier> [ :
<binding-semantic>][=<initializer>]
<binding-semantic>][=<initializer>]
其中，const 作为可选项，修辞形参数据；in、out、inout 作为可选项，说明数据的调用方式；type 是必选项，声明数据的类型；identifier 是必选项，形参变量名；一个冒号“：”加上一个绑定语义，是可选项；最后是初始化参数，是可选项。如下代码所示。形参列表中的参数一、参数二绑定到输入语义；参数三、参数四绑定到输出语义；尽管参数一和参数3 的绑定语义词一样，但前者是输入语义，后者是输出语义，所以这两个参数数据所对应的硬件位置是不一样的。
void mian_v(float4 position_obj : POSITION,
float3 normal_obj : NORMAL,
out float4 oPosition : POSITION,
out float4 oColor : COLOR,
uniform float4x4 modelViewProj)
{
………………
}
2. 绑定语义可以放在结构体（struct）的成员变量后面：
struct <struct-tag>
{
<type><identifier> [:<binding-semantic >];
};
{
<type><identifier> [:<binding-semantic >];
};
举例如下，结构C2E1v_Outpu 中的2 个成员变量分别绑定到语义POSITION
和COLOR，然后在C2E1v_green 顶点程序入口函数中输出，所以C2E1v_Outpu
中的语义是输出语义。
和COLOR，然后在C2E1v_green 顶点程序入口函数中输出，所以C2E1v_Outpu
中的语义是输出语义。
struct C2E1v_Output {
float4 position : POSITION;
float3 color : COLOR;
};
C2E1v_Output C2E1v_green(float2 position : POSITION)
{
C2E1v_Output OUT;
OUT.position = float4(position,0,1);
OUT.color = float3(0,1,0);
return OUT;
}
3. 绑定语义词可以放在函数声明的后面，其形式为：
<type> <identifier> (<parameter-list>) [:<binding-semantic]
{
<body>
}
{
<body>
}
如下代码所示，顶点入口函数的声明后带有“COLOR”语义词，表示该函
数需要反馈一个颜色值，所以函数的返回类型为float4，函数体也必须以return
语句结束。
数需要反馈一个颜色值，所以函数的返回类型为float4，函数体也必须以return
语句结束。
float4 main_v(float4 position: POSITION,
out float4 oposition : POSITION,
uniform float4x4 modelViewProj):COLOR
{
oposition = mul(modelViewProj,position);
float4 ocolor = float4(1.0,0,0,0);
return ocolor;
}