stage3d编程-基础5 初窥AGAL

　　周五晚上回家在家改了一晚上的bug.之前改了一下shader的结构，结构悲剧。。。有童鞋在问前一篇里面提到的模型的深度值是怎么计算的。其实呢，这个我没有提，这里面也是很大一个坑。这个深度值是通过projection算出来的。 projection我只是提了一下，然后给了一个实现链接。 这个深度值以后也会用到，比如说阴影啊之类的。

　　今天补上昨天的，初窥AGAL。之前给了一个demo.里面有两段AGAL。但是这个AGAL是什么呢？AGAL说白了，就是对显卡进行编程的指令。我们在写的时候，大家会看到类似汇编的mov之类的指令。 最终我们写的这些汇编级的代码，被通过adobe提供的agalassemble转换成二进制。注意这个二进制只能使用小头格式。应该是上传到gpu里面的二进制都只能使用小头格式。这里也是一个坑。因为as3默认的是大头。

　　1、stage3d中gpu可用的寄存器。 （一个寄存器由四个浮点数组成，也就是说一个寄存器的体积是四个浮点数。如果要取第一个浮点数，可以通过xyzw来取出。例如va.x, va.y, va.z）

　　　　　va 寄存器。 va寄存器用于顶点着色器程序里面，属于输入流。一共8个，也就是va0,va1,va2,va3.....va7。在stage3d中。模型的顶点,uv,法线等数据全都是通过vertexbuffer上传的。va寄存器对应这vertexbuff的一段数据。有多少段数据，顶点程序就会执行多少次。顶点程序当前执行的数据来源，就是这一段数据。例如：　　

　　[
　　//X,　　 Y, 　　 Z, 　　 U, 　　V, 　　nX, 　nY,　 　nZ
　　-1, 　　-1, 　　 1, 　　 0, 　　0,　　 0, 　　 0, 　　 1,
　　1, 　　-1, 　　 1, 　　 1, 　　0, 　　 0, 　　 0, 　　 1,
　　1, 　　 1, 　　 1, 　　 1, 　　1, 　　 0, 　　 0, 　　 1,
　　-1,　　 1, 　　 1, 　　 0, 　　1, 　　 0, 　　 0, 　　 1　　
　　]

　　这块数据就是之前demo里面用到的数据。一共有四段。（注意看demo,我们在创建vertexbuffer的时候，就会指定一段数据的长度，数一下，一段8个）。那么顶点着色器程序在执行的流程：

　　某一段数据存到va寄存器，执行agal顶点程序的指令，然后执行片段着色器程序，执行很多次。大家在看demo的时候就会法线，有一段代码context3D.setVertexBufferAt(0, vertexBuffer, 0,Context3DVertexBufferFormat.FLOAT_3);那么这个过程呢，就是告诉顶点程序， 我使用了vertexBuffer这个顶点数据输入流。将vertexbuffer一段中，从第0个位置开始，取float_3也就是三个数据，当做va9寄存器的输入值。也就是将某一段的前面三个数据当存到了va0寄存器里面。前面这三个数据呢，就是我们指定的顶点坐标。我们也可以指定从第三个位置开始，取float_2，存到va1寄存器，那么这个值就是uv的数据了。context3D.setVertexBufferAt(1, vertexBuffer, 1,Context3DVertexBufferFormat.FLOAT_2);

　　　　vc 寄存器，vc寄存器同样也是顶点程序里面可用的寄存器。vc寄存器是常量寄存器，当设置好了vc寄存器的值以后，vc寄存器的值就不会在变化了，同样你也不能修改它的值。之前提到的va寄存器的值，是根据vertexbuffer的数据，一直在变的。类似一个for循环，for each(var va : * in vertexbuffer) {// 这里的va就会一段一段的变化}。但是vc寄存器在整个过程中，都是不会变的。就好比在for循环外面写了一个const vc = xxx。然后这个vc在for循环里面一直都是那个值，也不会变化，也不能被改变。大家看demo的时候就会发现以下一段代码：

 context3D.setProgramConstantsFromMatrix(Context3DProgramType.VERTEX,0, modelViewProjection, true );这段代码就是在设置顶点程序的vc寄存器的值。注意看第一个参数。指定了vertex，第二个参数指定从vc里面哪一个寄存器开始。modelViewProjection则是一个矩阵。这是在设置矩阵常量，同样也可以设置vector.<number>常量。因为是设置的矩阵常量，那么之前就说到矩阵是4x4，那么就是16个浮点数，会占用4个寄存器。也就是说，这个0其实是指定的从哪一个vc寄存器开始。在这里vc0 vc1 vc2 vc3都被占用。如果是上传vector.<num>那么寄存器的使用同样也是根据传入的值的多少来决定。vc寄存器可以在agal里面通过[]符合来取。例如vc[0] vc[1] vc[2] vc[3]。但是也只有vc才行。这个功能是由adobe的那个agalassemble工具提供的。vc寄存器一共只有128个。

　　　　

　　　　vt 寄存器。vt寄存器是顶点程序里面的临时寄存器，可以对他进行读写。就相当于在for循环里面定义了一个变量。for each(va in vertexbuffer){var vt ......}。临时寄存器只有8个。所以呢，在顶点程序里面，寄存器的数量是有限的，资源很紧缺，这也导致了我们在开发的时候受到了约束，不能随意，大家得极尽优化省着使用。

　　　　

　　　　v 寄存器。因为顶点程序和片段程序是分开的。大家看demo的时候就会发现（如下），在写的时候，我们都是分开写的。 但是如果我们想吧顶点程序的数据传入到片段着色器程序呢？这个时候v寄存器就派上用场了。注意这个是单向的，因为顶点程序执行完了之后，才会执行片段着色程序。所以也就不可能出现片段着色器的数据被传到顶点程序里面去了。v寄存器只有8个可以用。使用场合：例如在片段程序中我们可能需要uv,normal数据，但是这个数据是存在va寄存器里面（因为每一个顶点的uv,normal数据是不同的，所以也只可能存到va）。所以我们就需要通过v寄存器来传输了。

 

  　　　var vertexShaderAssembler:AGALMiniAssembler = new AGALMiniAssembler();

            vertexShaderAssembler.assemble

            (

                Context3DProgramType.VERTEX,

                // op是输出目标，va0是我们指定的顶点buffer中的数据，vc0是我们传入的modelViewProj矩阵。m44就是表示，用顶点乘以modelViewProj矩阵，

                "m44 op, va0, vc0\n" +

                // 将顶点传入中间变量寄存器，因为顶点程序和片段着色器程序是分开的，他们的数据不能通用，因此需要一个中间变量哎传递，并且这个是单向的，只能从顶点程序到片段程序

                "mov v0, va0\n" +

                // 将指定的buffer中的数据1，也就是uv数据（后面再谈）

                "mov v1, va1\n"

            );         

             

            // 片段着色器程序，专门用来渲染颜色

            var fragmentShaderAssembler:AGALMiniAssembler = new AGALMiniAssembler();

            fragmentShaderAssembler.assemble

            (

                Context3DProgramType.FRAGMENT, 

                // grab the texture color from texture fs0

                // tex是采样命令，意思就是根据uv数据从传入的贴图fs0安照<2d,repeat,miplinear>方式进行获取颜色信息，存放在ft0中

                "tex ft0, v1, fs0 <2d,repeat,miplinear>\n" + 

                // oc是颜色输出目标，将ft0传入oc进行输出了。

                "mov oc, ft0\n"                                

            );

             

            // 通过context3d创建着色器程序

            shaderProgram = context3D.createProgram();<br>　　　　　　　　　　　　　　// 向显卡上传指令

            shaderProgram.upload(vertexShaderAssembler.agalcode, fragmentShaderAssembler.agalcode);

 

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　　　fs 寄存器，fs寄存器属于片段程序。fs寄存器对应这一个纹理图（texture）。如果没有一个纹理图和它对应，那么就会报错。fs寄存器只有8个。所以呢，我们在一个模型上面应用的特性有限。类似3dsmax里面那种复合材质。一个模型上面有很多个贴图，在stage3d里面就使用不了了。最多只能使用8个。之前demo里面context3D.setTextureAt(0, myTexture);这一段代码，就是在设置fs寄存器和哪一个纹理图进行绑定。0表示下标，myTexture就是绑定的纹理。 即fs0是myTexture。

　　   fc 寄存器，fc寄存器同vc寄存器一样。只有28个。

　　　ft 寄存器，同vt一样。只有8个。

 

　　　上面谈到的，全都是gpu里面可用的寄存器类型以及数量。下面来谈一下基本的指令用法，虽然指令很少。但是我也记不住，我一般都是查：http://help.adobe.com/en_US/as3/dev/WSd6a006f2eb1dc31e-310b95831324724ec56-8000.html。大家以后再编程的时候，查就行了。但是最基本的要记住。

　　　　

　　　

　　　mov 指令：mov 目的 源。也就是将源寄存器的值复制到目的寄存器里面去。注意之前vc是常量，va是输入流，其实也就是说，只有v和vt寄存器可用（vertex程序，fragment里面也就只有ft）。

　　　add 指令：add 目的 源1 源2。将源1寄存器和源2寄存器2相加，结果存放到目的寄存器。例如：add vt0 va1 vc0。将vc0+vca1的值存放到vt0里面。

　　　mul,sub,div同理add。分别是乘，减，除。

　　　tex 指令：tex指令是用于片段程序里面的，它的功能只有一样，就是采样。 "tex ft0, v1, fs0 <2d,repeat,miplinear>\n" 。它的意思就是将fs0寄存器里面的那个纹理图，通过使用repeat,miplinear算法，根据v1（注意顶点程序的代码）的值（坐标值）进行采样，得到颜色信息存放到ft0寄存器。

 

　　　关于顶点里面的op和片段里面的oc。这两个分别是输出目标。最终结果向这个两个寄存器输出即可。