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OpenGL4.0發(fā)布了Tessellation shader（Control + Evaluation shader）。到OpenGL4.* 為止，現(xiàn)在OpenGL已經(jīng)支持了5種不同類型的shader。 1.Vertex Shader，簡稱VS 2.TESS Control Shader （D3D11 叫Hull shader），簡稱TCS 3.TESS Evaluation Shader （D3D叫Domain shader），簡稱TES 4.Geometry Shader ，簡稱GS 5.Fragment Shader（D3D叫Pixel Shader），簡稱PS
我將根據(jù)他們的“主要”輸入與輸出，以及其基本功能進(jìn)行對比。這樣我們就可以很好的了解他們在OpenGL Pipeline里面的作用和區(qū)別。 以下順序是他們在OpenGL Pipeline里面的執(zhí)行順序。
1.Vertex Shader 輸入：頂點坐標(biāo)（Position），該坐標(biāo)值是由glVertex* 或者是glDraw*傳入的。 輸出：頂點坐標(biāo)，這個是經(jīng)過幾何變換后的坐標(biāo)。 功能：簡單的說就是把輸入的頂點坐標(biāo)乘以（一系列）幾何變換矩陣。每輸入一個頂點（也就是glVertex*每調(diào)用一次），Vertex shader都會被調(diào)用一次。Vertex Shader只知道處理頂點，它不知道這些頂點是做什么用的，也就是不知道這些頂點將來會被裝配成什么圖元。（因為Vertex shader后面才會有圖元裝配的過程） 當(dāng)然，VS還可以接收顏色，紋理坐標(biāo)，霧坐標(biāo)等屬性，并在內(nèi)部對他們做一點點變化，然后再輸出。
2.TESS Control Shader 輸入：Patch，一個Patch可以看成是多個頂點的集合。它包括每個頂點的屬性（坐標(biāo)，顏色，紋理坐標(biāo)等等）。用戶可以指定一個patch里面要包含幾個頂點。同時，一個patch還可以用自己的屬性，該屬性被它內(nèi)部的所有頂點共有，即這些頂點只有一套patch屬性，而不是每個頂點擁有一個自己的patch屬性。（懂了嗎？） 輸出：Patch ， gl_TessLevelOuter ， gl_TessLevelInner。 功能：TCS會根據(jù)需求把Patch自己的屬性以及它內(nèi)部的頂點屬性做一些修改。然后輸出Patch。當(dāng)然，它也可以不做任何修改，直接傳給后面的shader。我們知道Tessellation的作用就是把一個圖元分割成很多圖元，比如把一個三角形分割成很多更小的三角形。因此，在分割的時候我們得要知道這個三角形的每個邊要被分割成多少段，然后在三角形內(nèi)部，我們還要怎么繼續(xù)分割，這兩個紫色的內(nèi)容就是存儲在 gl_TessLevelOuter 和gl_TessLevelInner。TCS可以根據(jù)需要設(shè)置這兩個值。 所以，TCS的主要作用是設(shè)置Patch以及它內(nèi)部頂點的屬性。同時也是最重要的，設(shè)置圖元接下來被細(xì)分的度。（TCS不做分割動作） 下面貼了個三角形分割的圖片。
注意：用TCS的話，glBegin函數(shù)的參數(shù)必須是GL_PATCHES，而不是以前那種傳統(tǒng)的圖元（點，線，三角形等）。 glPatchParameteri可以指定每個Patch包含幾個頂點。在VS與TCS直接有個圖元裝配的過程，它就是把VS輸出的頂點封裝一個Patch，然后傳給TCS。
3.TESS
Evaluation Shader 輸入：一系列頂點。這些頂點是三角形被分割后產(chǎn)生的新頂點。下面是每個TES程序都必須有的一段代碼： layout(
triangles, fractional_odd_spacing, ccw ) in; 它表示TES的輸入是三角形（當(dāng)然你也可以寫成其他類型的圖元），至于 fractional_odd_spacing,和ccw是什么意思，大家看spec吧，很簡單，我怕我解釋不清楚而誤解大家。最后的那個“in”進(jìn)一步說明了這是TES的輸入。 輸出：也是一系列頂點。 功能：其實在TCS與TES之間有個過程叫Tessellation Primitive Generator（簡稱TGP），它首先會去查看TES的輸入是什么，哦，它要三角形。那么，TGP就會把TCS傳入的Patch內(nèi)部的頂點看成是若干個三角形（注意Patch內(nèi)部的頂點不一定只有三個）。然后，TGP每次從當(dāng)前Patch里面取出三個頂點做一個三角形的分割，直到Patch里面的頂點全部被取出。 每個三角形具體怎么被分割呢？ 其實，gl_TessLevelOuter 和gl_TessLevelInner會被傳入給TGP。它們的作用就被體現(xiàn)出來。這就是為什么我前面說的TCS不做分割，只計算分割的度。（注意TGP不是shader，它只是pipeline里面的一個狀態(tài)而已） 現(xiàn)在開始講TES的功能吧。其實TGP傳入的頂點的坐標(biāo)值并不是世界坐標(biāo)值，而是一個三角形內(nèi)部的坐標(biāo)表示形式，大家看到上面的圖了吧，三角形頂點上有坐標(biāo)的，TGP然后根據(jù)這個坐標(biāo)去計算內(nèi)部新成立的頂點在該局部坐標(biāo)系內(nèi)部的坐標(biāo)。因此，TES就是要把每個頂點的局部坐標(biāo)變換成世界坐標(biāo)，以及把頂點相應(yīng)屬性（顏色，紋理坐標(biāo)等）轉(zhuǎn)換成真正且有效的屬性值。每處理一個頂點就輸出一個頂點。 注意：TES并不知道這些頂點會被組成什么圖元，它只要求TGP把patch內(nèi)部的頂點當(dāng)成什么圖元去分割。TES和VS一樣，輸入是頂點，輸出也是頂點。在TES后面有個圖元裝配的過程，它會根據(jù)TES的輸入（看上面的那行代碼），轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的圖元。這里圖元裝配器會把TES輸出的頂點裝配成一個一個的三角形。
4.Geometry
Shader 輸入：一個圖元 輸出：一個或者多個圖元 功能：無論是否有VS，TCS或者TES，在GS前面都會有一個圖元裝配的過程，也就是說，傳給GS的是圖元，而不是頂點。 GS可以做什么呢？ 根據(jù)新圖元生成新一個或者多個圖元。下面兩會代碼也是每個GS都必須有的： layout(
triangles ) in; 它表示GS輸入的圖元是三角形。如果當(dāng)前圖元不是三角形，該GS將不會被調(diào)用。該GS的輸出是三角形帶，每個三角形帶最多包括三個頂點。其實這個GS的輸入和輸出可以看成是一樣，沒做太多的事情。呵呵。如果最大頂點數(shù)超過3，那么GS實際上是把多個三角形拼成了一個三角形帶。具體怎么拼，根據(jù)需要自己去寫程序吧。 具體GS能夠做什么呢？ 舉個簡單的例子吧。我們可以用GS畫Bezier曲線。Bezier曲線是有幾個控制點生成的，我們可以把這些控制點假裝當(dāng)成圖元（點，線，線帶）傳個GS。然后GS在內(nèi)部通過Bezier曲線算法算出跟多的Bezier曲線上面的頂點。算出來的點當(dāng)成線帶輸出，這樣就由控制點計算出了新圖元（Bezier曲線）。懂了嗎？ 這里有很多GS的例子：http://blog.csdn.net/jackers679/article/details/7472317
下班了，下次寫FS。 |
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