unity 語義學習

 

語義學

語義是附加到着色器輸入或輸出的字符串，該字符串傳達有關參數的預期用途的信息。着色器階段之間傳遞的所有變量都需要語義。此處顯示了向着色器變量添加語義的語法（變量語法（DirectX HLSL））。

通常，流水線階段之間傳遞的數據是完全通用的，系統不會對其進行唯一解釋。允許沒有特殊含義的任意語義。包含這些特殊語義的參數（在Direct3D 10及更高版本中）稱爲系統值語義。

Direct3D 9和Direct3D 10及更高版本中支持的語義

Direct3D 9和Direct3D 10及更高版本均支持以下類型的語義。

• 頂點着色器語義
• 像素着色器語義

頂點着色器語義

這些語義在附加到頂點着色器參數時具有含義。Direct3D 9和Direct3D 10及更高版本均支持這些語義。

表1
輸入值	描述	類型
BINORMAL[n]	雙態	float4
BLENDINDICES[n]	混合指數	int
BLENDWEIGHT[n]	混合權重	浮動
COLOR[n]	漫反射和鏡面反射顏色	float4
NORMAL[n]	法線向量	float4
POSITION[n]	物體空間中的頂點位置。	float4
POSITIONT	變換的頂點位置。	float4
PSIZE[n]	點數	浮動
TANGENT[n]	切線	float4
TEXCOORD [n]	紋理座標	float4
Output	描述	類型
COLOR[n]	漫反射色或鏡面反射色	float4
FOG	頂點霧	浮動
POSITION[n]	頂點在均勻空間中的位置。用（x，y，z）除以w計算屏幕空間中的位置。每個頂點着色器都必須使用此語義寫出一個參數。	float4
PSIZE	點數	浮動
TESSFACTOR [n]	鑲嵌因子	浮動
TEXCOORD [n]	紋理座標	float4

n是介於0和支持的資源數量之間的可選整數。例如，POSITION0，TEXCOOR1等。

像素着色器語義

這些語義在附加到像素着色器輸入參數時具有含義。Direct3D 9和Direct3D 10及更高版本均支持這些語義。

表2
輸入值	描述	類型
COLOR[n]	漫反射或鏡面反射的顏色。	float4
TEXCOORD [n]	紋理座標	float4
VFACE	指示背面圖元的浮點標量。負值朝向後，而正值朝向相機。 [！注意] Direct3D 9 Shader Model 3.0中 提供了此語義。對於Direct3D 10及更高版本，請改用SV_IsFrontFace。	浮動
VPOS	屏幕空間中的像素位置（x，y）。要將Direct3D 9着色器（使用此語義）轉換爲Direct3D 10和更高版本的着色器，請參見Direct3D 9 VPOS和Direct3D 10 SV_Position）	float2
Output	描述	類型
COLOR[n]	輸出顏色	float4
深度[n]	輸出深度	浮動

n是介於0和支持的資源數量之間的可選整數。例如，PSIZE0，COLOR1等。

COLOR語義僅在着色器兼容模式下有效（即，使用D3D10_SHADER_ENABLE_BACKWARDS_COMPATIBILITY創建着色器時）。

僅Direct3D 10和更高版本支持語義。

以下是針對Direct3D 10的新引入的語義類型，不適用於Direct3D 9。

• 系統價值語義學

系統價值語義學

系統值語義是Direct3D 10的新增功能。所有系統值均以SV_前綴開頭，常見示例爲SV_POSITION，由光柵化程序階段解釋。系統值在管道的其他部分有效。例如，可以將SV_Position指定爲頂點着色器的輸入以及輸出。像素着色器只能寫入具有SV_Depth和SV_Target系統值語義的參數。

其他系統值（SV_VertexID，SV_InstanceID，SV_IsFrontFace）只能輸入到可以解釋特定值的管道中的第一個活動着色器中。之後，着色器函數必須將值傳遞到後續階段。

SV_PrimitiveID是該規則的一個例外，該規則僅輸入到可以解釋特定值的管線中的第一個活動着色器中。硬件可以提供與輸入相同的ID值到船體着色器階段，域着色器階段，然後在第一個啓用的階段之後：幾何着色器階段或像素着色器階段。

如果啓用了細分，則將存在船體着色器階段和域着色器階段。對於給定的修補程序，相同的PrimitiveID將應用於修補程序的外殼着色器調用以及所有細分的域着色器調用。相同的PrimitiveID也會傳播到下一個活動階段。啓用了幾何着色器階段或像素着色器階段。

如果幾何着色器輸入SV_PrimitiveID，並且由於每次調用它可以輸出零個或一個或多個基本體，則如果後續的像素着色器輸入SV_PrimtiveID，則着色器必須爲每個輸出基本體編程其自己的SV_PrimitiveID值選擇。

作爲另一個示例，SV_PrimitiveID無法由頂點着色器階段解釋，因爲頂點可以是多個圖元的成員。

這些語義已添加到Direct3D 10中。它們在Direct3D 9中不可用。

光柵化程序階段的系統值語義。

表3
系統值語義	描述	類型
SV_ClipDistance [n]	剪輯距離數據。每個SV_ClipDistance值都假定爲到平面的float32有符號距離。圖元設置僅對插值平面距離> = 0的像素調用光柵化。通過將一個或多個頂點元素的多個組件聲明爲SV_ClipDistance，可以同時實現多個剪切平面。剪輯和剔除距離值的組合最多在最多D3D＃_CLIP_OR_CULL_DISTANCE_ELEMENT_COUNT個寄存器中最多爲D3D＃_CLIP_OR_CULL_DISTANCE_COUNT個分量。適用於所有要讀取或寫入的着色器，但頂點着色器可以寫入值，但不能將其用作輸入。 該clipplanes屬性上的所有硬件像SV_ClipDistance的作品，但作品特徵級 9_x高。有關更多信息，請參見功能9級硬件上的用戶剪輯平面。	浮動
SV_CullDistance [n]	剔除距離數據。給頂點元素的組件賦予該標籤時，這些值均假定爲到平面的float32有符號距離。如果圖元中所有頂點的平面距離小於0，則圖元將被完全丟棄。通過將一個或多個頂點元素的多個分量聲明爲SV_CullDistance，可以同時使用多個剔除平面。剪輯和剔除距離值的組合最多在最多D3D＃_CLIP_OR_CULL_DISTANCE_ELEMENT_COUNT個寄存器中最多爲D3D＃_CLIP_OR_CULL_DISTANCE_COUNT個分量。適用於所有要讀取或寫入的着色器，但頂點着色器可以寫入值，但不能將其用作輸入。	浮動
SV_Coverage	可以在像素着色器的輸入，輸出或兩者上指定的蒙版。 對於像素着色器上的SV_Coverage，在ps_4_1或更高版本上支持OUTPUT。 對於像素着色器上的SV_Coverage，INPUT要求ps_5_0或更高。	int
SV_Depth	深度緩衝區數據。可以由像素着色器編寫。	浮動
SV_DepthGreaterEqual	在像素着色器中，允許輸出深度，只要它大於或等於光柵化器確定的值即可。啓用調整深度而不禁用早期Z。	未知
SV_DepthLessEqual	在像素着色器中，只要其小於或等於光柵化器確定的值，就允許輸出深度。啓用調整深度而不禁用早期Z。	未知
SV_DispatchThreadID	按組的每個維度定義Dispatch調用中的全局線程偏移量。可用作計算着色器的輸入。（只讀）	uint3
SV_DomainLocation	定義要評估的當前域點在船體上的位置。可用作域着色器的輸入。（只讀）	float2 | 3
SV_GroupID	在分派調用中按分派調用的每個維度定義組偏移。可用作計算着色器的輸入。（只讀）	uint3
SV_GroupIndex	爲給定組中的給定線程提供扁平化索引。可用作計算着色器的輸入。（只讀）	int
SV_GroupThreadID	按組的每個尺寸定義組內的螺紋偏移。可用作計算着色器的輸入。（只讀）	uint3
SV_GSInstanceID	定義幾何着色器的實例。可用作幾何着色器的輸入。需要使用該實例，因爲在同一幾何圖元上最多可以調用32次幾何着色器。	int
SV_InnerCoverage	表示被低估的保守光柵化信息（即，是否保證像素被完全覆蓋）。可以由像素着色器讀取或寫入。
SV_InsideTessFactor	定義貼片表面內的鑲嵌數量。在外殼着色器中可用以進行寫入，在域着色器中可用以進行讀取。	浮點數|浮點數[2]
SV_InstanceID	運行時自動生成的按實例的標識符（請參閱使用系統生成的值（Direct3D 10））。適用於所有着色器。
SV_IsFrontFace	指定三角形是否爲正面。對於線和點，IsFrontFace的值爲true。唯一的例外是從三角形繪製的線（線框模式），其設置IsFrontFace的方式與在實體模式下柵格化三角形的方式相同。可以由幾何着色器寫入，也可以由像素着色器讀取。	布爾
SV_OutputControlPointID	定義通過調用外殼着色器的主入口點進行操作的控制點ID的索引。只能由船體着色器讀取。	int
SV_Position	聲明SV_Position以輸入到着色器時，可以指定以下兩種插值模式之一：linearNoPerspective或linearNoPerspectiveCentroid，其中後者導致在進行多采樣抗鋸齒時提供質心捕捉的xyzw值。在着色器中使用時，SV_Position描述像素位置。在所有着色器中均可用，以使像素中心偏移0.5。	float4
SV_PrimitiveID	運行時自動生成的按原始標識符（請參閱使用系統生成的值（Direct3D 10））。可以由幾何或像素着色器寫入，並可以由幾何，像素，外殼或域着色器讀取。	int
SV_RenderTargetArrayIndex	渲染目標數組索引。應用於幾何着色器輸出，並指示像素着色器將繪製圖元的渲染目標數組切片。SV_RenderTargetArrayIndex僅在渲染目標是數組資源時纔有效。此語義僅適用於基元。如果一個圖元具有多個頂點，則使用前導頂點的值。此值還指示深度/模板視圖的哪個數組切片用於讀/寫目的。 可以從幾何着色器寫入，也可以由像素着色器讀取。 如果D3D11_FEATURE_DATA_D3D11_OPTIONS3 :: VPAndRTArrayIndexFromAnyShaderFeedingRasterizer爲true，則SV_RenderTargetArrayIndex會應用到爲柵格化器供電的任何着色器。	int
SV_SampleIndex	採樣頻率索引數據。僅可由像素着色器讀取或寫入。	int
SV_StencilRef	表示當前的像素着色器模具參考值。只能由像素着色器寫入。	int
SV_Target[n], where 0 <= n <= 7	將存儲在渲染目標中的輸出值。索引指示要寫入8個可能綁定的渲染目標中的哪一個。該值可用於所有着色器。	浮動[2 | 3 | 4]
SV_TessFactor	在面片的每個邊緣上定義鑲嵌數量。可用於在船體着色器中寫入和在域着色器中讀取。	浮動[2 | 3 | 4]
SV_VertexID	運行時自動生成的每個頂點標識符（請參閱使用系統生成的值（Direct3D 10））。僅可用作頂點着色器的輸入。	int
SV_ViewportArrayIndex	視口數組索引。應用於幾何着色器輸出，並指示當前寫出的圖元要使用哪個視口。可以由像素着色器讀取。在將原語傳遞到柵格化器之前，將對其進行變換並根據索引指定的視口裁剪。此語義僅適用於基元。如果一個圖元具有多個頂點，則使用前導頂點的值。 如果D3D11_FEATURE_DATA_D3D11_OPTIONS3 :: VPAndRTArrayIndexFromAnyShaderFeedingRasterizer爲true，則SV_ViewportArrayIndex會應用到爲柵格化器供電的任何着色器。	int

編寫SV_Depth時的限制：

• 當多次採樣（在D3D10_RASTERIZER_DESC中，MultisampleEnable爲TRUE）並寫入深度值（使用像素着色器）時，寫入的單個值也用於深度測試；因此，在進行多重採樣時，將失去以更高的分辨率渲染原始邊緣的能力。
• 使用動態流控制時，無法確定在編譯時是否可以保證在某些路徑中寫入SV_Depth的着色器在每次執行時都可以寫入SV_Depth。聲明時未能寫入SV_Depth會導致未定義的行爲（可能包括也可能不包括丟棄像素）。
• 包括+/- INF和NaN在內的任何float32值都可以寫入SV_Depth。
• 執行雙源色彩混合時，寫入SV_Depth仍然有效。

從Direct3D 9遷移到Direct3D 10及更高版本

將代碼從Direct3D 9遷移到Direct3D 10及更高版本時，應考慮以下問題：

映射到Direct3D 9語義

Direct3D 10和更高版本中的一些語義直接映射到Direct3D 9語義。

表4
Direct3D 10語義	Direct3D 9等效語義
SV_Depth	DEPTH
SV_Position	POSITION
SV_Target	COLOR
表5
給Direct3D 9開發人員的注意事項：對於Direct3D 9目標，着色器語義必須映射到有效的Direct3D 9語義。爲了向後兼容，POSITION0（及其變體名稱）被視爲SV_Position，COLOR被視爲SV_TARGET。

複製中

-   [Mapping to Direct3D 9 Semantics](#mapping-to-direct3d-9-semantics)

-   [Direct3D 9 VPOS and Direct3D 10 SV\_Position](#direct3d-9-vpos-and-direct3d-10-sv_position)

-   [User clip planes in HLSL](#user-clip-planes-in-hlsl)

Direct3D 9 VPOS和Direct3D 10 SV_Position

D3D10語義SV_Position提供與Direct3D 9着色器模型3 VPOS語義類似的功能。例如，在Direct3D 9中，以下語法用於使用屏幕空間座標的像素着色器：

複製中

float4 psMainD3D9( float4 screenSpace : VPOS ) : COLOR

{

  // code here 

}

         

由於POSITION語義旨在用於對象空間座標，因此添加了VPOS以支持着色器模型3，以指定屏幕空間座標。

在Direct3D 10和更高版本中，SV_Position語義（當在像素着色器的上下文中使用時）指定屏幕空間座標（偏移0.5）。因此，Direct3D 9着色器將大致等效於以下內容（不考慮0.5偏移）：

複製中

float4 psMainD3D10( float4 screenSpace : SV_Position ) : COLOR

{

  // code here

}

         

從Direct3D 9遷移到Direct3D 10及更高版本時，在轉換着色器時需要注意這一點。