Inside Shader - 完

第一部分：Shader Model 版本 和  DirectX 版本的关系

 

DirectX 8.0 - Shader Model 1.0 & 1.1

DirectX 8.0a - Shader Model 1.3

DirectX 8.1 - Shader Model 1.4

DirectX 9.0 - Shader Model 2.0

DirectX 9.0a - Shader Model 2.0a

DirectX 9.0b - Shader Model 2.0b

DirectX 9.0c - Shader Model 3.0

DirectX 10.0* - Shader Model 4.0

DirectX 10.1* - Shader Model 4.1

DirectX 11.0* - Shader Model 5.0

根据微软的战略意图，WinXP是肯定是要被淘汰的。不过基础很大的中国人凭着数量还给XP的份额贡献不少力量。在XP上，我相信大多数人已经安装了DirectX9.0c，即使没有更新到这个版本的，那么游戏打包的时候给装上也不是件麻烦的事情。

由此可见，现在的PC游戏，shader应该基于3.0、4.0、5.0设计，其余的就个别的考虑吧，不再主流了。

另外，DirectX9还是能支持固定管线(fixed pipeline)的，虽然内部是基于shader的（在用固定管线的程序里，启用默认的shader）。DirectX10明确不再支持固定管线，也就是程序设计的时候必须用上shader。

第二部分：为什么需要shader的工具？

Shader工具有很多，大公司出的如下：

AMD (ATI)  - RenderMonkey (最新版本1.82，不再更新。原因未知）

Microsoft   - Effect editor 

NVIDIA       - Cg toolkit

个人比较喜欢RenderMonkey，没有原因，有可能是先入为主，可惜的是不知为何这个软件不更新了。

Shader工具的产生完全是效率的需要，美工也可以参与，程序员可以少打点字，output出的产品可以复用，compile可以查错，各个shader的版本代码不兼容，在shader中很容易控制。好处多多。

第三部分：shader的作用

其他地方能读到shader的很正规的作用说法，因此这里不用赘述。我这么解释，DirectX9.0是混合固定流水线（fixed pipeline）和可编程流水线（programmable pipeline）两种做法的唯一版本，在这个版本中，如果我们用固定流水线，其实只是接口使用上是固定流水线，在运行时（run-time）DirectX9.0内部还是把该流水线拆成可编程方式。我们可以把这个方式中用到的两个shader，看做是DirectX9.0的两个默认shader，也就是一个默认的顶点着色器（vertex shader），一个默认的像素着色器（pixel shader）。这两个着色器中的代码是固定的，在DirectX9.0发布时，微软固化了软件了代码，硬件厂家如AMD、ATI则固化了硬件代码。只要用户不指定自己的着色器，那么运行的就是这些固化的代码。结果就是，嗯，可以想象的，没有办法来根据自己的需要给顶点和像素做相关的操作。在面对无穷无尽的变化的可能下，“搭平台，而不是什么都做”就成了厂家的战略。所以，Direct10和Direct11都取消了固定流水线。这里的可编程流水线作用很明显，你可以用自己的代码来替代原来的厂家的固化代码，从而实现自己需要的效果。因为，一旦你启用自己的着色器，Direct9.0内部的代码流程就从

运行一般代码 -> 运行默认顶点着色代码 -> 运行默认像素着色代码 -> 输出

切换到

运行一般代码 -> 运行用户顶点着色代码 -> 运行用户像素着色代码 -> 输出

举例来说，你可以在DirectX代码中没有光照启用的情况下，在着色器中实现光照效果，完全不必理会有没有激活（enable）某个所谓的灯。一切都在你的掌握之中。

当然，现在的着色器很多的作用更加在于能有效的利用平衡CPU和GPU的关系，把GPU擅长的数值运算放到shader中，从而让CPU拥有更多的时间来处理逻辑，就让应用越来越完善，越来越强大。负面的问题是，自己写着色器相当于让DirectX那些本来算是渲染引擎的库在很大程度上成了一个框架，本来作为程序员，享受的就是底层封装后的轻松，现在又得回头去理解本来隐藏在内部的细节，更难过的是，3D的程序写起来，代码量是相当的大（还好HLSL、GLSL、CG等高级语言能帮助少打些字）。所以，这些也算是第二部分讲到的工具出现的部分原因吧。

理解上述红字部分，附录里的示例程序可以用来参考，在这个程序中，用户可以通过按下S键来让DirectX9.0选择自己的着色器/用户的着色器。用户的着色器是用RenderMonkey写出来的，选择了HLSL格式而不是汇编格式。这个程序的作用，就是让我们很容易理解上述两条路线。

第四部分：shader的纯粹性

到硬件层次的东西，一般都很纯粹，shader一样如此。对shader来说，顶点着色器逻辑上讲一次就只管一个顶点；几何着色器只管一个三角形；像素着色器只管一个像素。从程序封装的角度来讲，写某个shader的人，就专注在一个单一的方向设计相关的操作，不容易出错，也不会费更多的脑力。从学习的人来说，只要理解这一点，shader反而是一个让3D编程更容易理解的一条路径。这一点更详细的说明，我想两幅图看一下是必要的，第一幅在Wolfgang的ShaderX1的第6页，说明了shader在流水线中的位置（必须说明这书出的时候还没有几何着色器，因此图中没有geometric shader）；第二幅图在”Real-time Volume Graphcics“的34页，说明了”顶点从本地坐标送入顶点着色器，转化成世界坐标；然后重新组合个几何面，送入几何着色器，经过处理后拆成像素，送入像素着色器，最后输出的过程”，非常形象和容易理解。不要错过！

附录：

1、一个可以切换默认着色器和指定着色器的演示。Visual Studio 2008工程。

 

http://www.163disk.com/fileview_350944.html