5.1 基本数据类型第 5 章 CG 数据类型

文章内容源自《GPU编程与CG语言之阳春白雪下里巴人》，因笔者读书易中途放弃，遂每读一章节，将其移至简书平台，以此作为对自己读书的勉励。笔者用粗体、斜体 标注了关键词句，望感兴趣的读者们一起学习共勉。猛戳这里查看更多！

第 5 章 CG 数据类型

本章将着重介绍Cg语言中预定义的内置（built in）的、或称为基本（primitive）的数据类型。然后介绍可以用来声明对象的各类类型，主要是数组和结构类型。学习本章时，需要体会内置向量类型和数组类型的区别。

5.1 基本数据类型

Cg 支持 7 种基本的数据类型：

1. float，32 位浮点数据，一个符号位。浮点数据类型被所有的 profile 支持（但是 DirectX8 pixel profiles 在一些操作中降低了浮点数的精度和范围）；
2. half，16 为浮点数据；
3. int，32 位整形数据，有些 profile 会将 int 类型作为 float 类型使用；
4. fixed，12 位定点数，被所有的 fragment profiles 所支持；
5. bool，布尔数据，通常用于 if 和条件操作符（?:），布尔数据类型被所有的 profiles 支持；
6. sampler，纹理对象的句柄（the handle to a texture object），分为 6 类： sampler，sampler1D，sampler2D，sampler3D，samplerCUBE和 samplerRECT。 DirectX profiles 不支持 samplerRECT 类型，除此之外这些类型被所有的 pixel profiles 和 NV40 vertex program profile 所支持（CgUsersManual 30 页）。由此可见，在不远的未来，顶点程序也将广泛支持纹理操作；
7. string，字符类型，该类型不被当前存在的 profile 所支持，实际上也没有必要在 Cg 程序中用到字符类型，但是你可以通过 Cg runtime API 声明该类型变量，并赋值；因此，该类型变量可以保存 Cg 文件的信息。

前 6 种类型会经常用到，事实上在 Wikipedia 有关 Cg 语言的阐述中只列举了前 6 种类型，而并没有提到 string 数据类型。除了上面的基本数据类型外，Cg 还提供了内置的向量数据类型(built-in vector data types)，内置的向量数据类型基于基础数据类型。例如：float4，表示 float 类型的 4 元向量；bool4，表示 bool 类型 4 元向量。

注意：向量长不能超过 4 元，即在 Cg 程序中可以声明 float1、float2、float3、float4 类型的数组变量，但是不能声明超过 4 元的向量，例如：

float5 array;//编译报错 

向量初始化方式一般为：

 float4 array = float4(1.0, 2.0, 3.0, 4.0);

较长的向量还可以通过较短的向量进行构建：

 float2 a = float2(1.0, 1.0); float4 b = float4(a, 0.0, 0.0);

此外，Cg 还提供矩阵数据类型，不过大的维数不能超过 4*4 阶。例如：

float1x1 matrix1; //等价于 float matirx1; x 是字符，并不是乘号！
float2x3 matrix2; // 表示 2*3 阶矩阵，包含 6 个 float 类型数据
float4x2 matrix3; // 表示4*2 阶矩阵，包含 8 个 float 类型数据
float4x4 matrix4; //表示 4*4 阶矩阵，这是大的维数

矩阵的初始化方式为：

 float2x3 matrix5 = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0};

注意：Cg 中向量、矩阵与数组是完全不同，向量和矩阵是内置的数据类型（矩阵基于向量），而数组则是一种数据结构，不是内置数据类型！这一点和 C\C++中不太一样，在 C\C++中，这三者同属于数据结构，数组可以构建向量和矩阵。下一节中将详细阐述 Cg 中的数组类型。