DirectX11笔记(十)--Direct3D渲染6--PIXEL SHADER

原文:DirectX11笔记(十)--Direct3D渲染6--PIXEL SHADER

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• 前言
• 像素 shader
• 像素 shader示例
• 重构

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前言

  之前讨论渲染管线的时候提到过, 在光栅化阶段, 顶点 shader 的输出会通过插值填充到三角形的像素中, 插值之后的结果被作为输入传到像素 shader 中. 不考虑 Geometry shader, 下图显示了到现在顶点数据的传递过程.

  

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像素 shader

  像素 shader 和顶点 shader 类似, 只不过他是每一个像素片段( pixel fragment )都会执行. 注意并不一定所有结果都会被存储到 back buffer 中, 他们有可能被裁减, 有可能不能通过后面阶段的深度模板缓冲测试等. 换句话说, back buffer 中的一个像素可能会有几个像素片段的候选值, 这也是像素片段和像素的区别.

  作为一种硬件优化方式, 通过渲染管线在进入 pixel shader 阶段之前过滤掉一部分像素片段是可行的. 比如 early-z, 他是将深度检测提前, 以达到根据深度值预先筛除部分像素片段, 降低像素 shader 运算量的目的. 当然这种技术的局限是当像素 shader 会改变深度信息的时候就无法使用了.

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像素 shader示例

  下面的示例 VS 部分与之前的示例一致, 这个例子 PS 除了返回输入的颜色什么都没有做.

cbuffer cbPerObject
{
    float4x4 gWorldViewProj;
};

void VS(float3 iPos : POSITION, float4 iColor : COLOR,
    out float4 oPosH : SV_POSITION,
    out float4 oColor : COLOR)
{
    // Transform to homogeneous clip space.
    oPosH = mul(float4(iPos, 1.0f), gWorldViewProj);
    // Just pass vertex color into the pixel shader.
    oColor = iColor;
}

float4 PS(float4 posH : SV_POSITION, float4 color : COLOR) : SV_Target
{
    return pin.Color;
}

  注意像素 shader 的输入与顶点 shader 的输出是要求严格对应的, 像素 shader 返回了一个四维的向量来表示颜色, 在参数列表后面的 SV_Target 表明返回值的类型需要和 render target 的格式匹配.

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重构

  和之前 VS 一样, 我们可以通过使用结构体来重构优化 shader 的代码.

cbuffer cbPerObject
{
    float4x4 gWorldViewProj;
};

struct VertexIn
{
    float3 Pos : POSITION;
    float4 Color : COLOR;
};
struct VertexOut
{
    float4 PosH : SV_POSITION;
    float4 Color : COLOR;
};

VertexOut VS(VertexIn vin)
{
    VertexOut vout;
    // Transform to homogeneous clip space.
    vout.PosH = mul(float4(vin.Pos, 1.0f), gWorldViewProj);
    // Just pass vertex color into the pixel shader.
    vout.Color = vin.Color;
    return vout;
}

float4 PS(VertexOut pin) : SV_Target
{
    return pin.Color;
}