在上一个教程中,我们设置了一个顶点缓冲区并将一个三角形传递给GPU。 现在,我们将逐步完成图形管道并查看每个阶段的工作原理。 将解释着色器和效果系统的概念。
1、什么是 shader shader 中文名为着色器,全称为着色器程序,是专门用来渲染图形的一种技术。通过 shader,我们可以自定义显卡渲染画面的算法,使画面达到我们想要的效果。小到每一个像素点,大到整个屏幕。通常来说,程序是运行在 CPU 中的,但是着色器程序比较特殊,它是运行在 GPU 中的,所以当我们在编写 shader 程序的时候,实际上也是在编写 GPU 程序。在 OpenGL 中,对应的着色器语言是 GLSL(OpenGL Shading Language)。通过 shader 编程,我们
出于实用目的,这些着色和光照方程当然必须在代码中实现。在本节中,我们将讨论设计和编写此类实现的一些关键考虑因素。我们还将介绍一个简单的实现示例。
在顶点、曲面细分和几何着色器执行它们的操作后,图元被裁剪并设置为光栅化,如前一章所述。管线的这一部分在其处理步骤中相对固定,即不可编程但有些可配置。遍历每个三角形以确定它覆盖哪些像素。光栅化器还可以粗略计算三角形覆盖每个像素的单元格区域(第5.4.2节)。与三角形部分或完全重叠的像素区域称为片元。
UnityObjectToClipPos(v.vertex); 最基本的顶点变换,模型空间 ==》裁剪空间 mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex); 顶点:模型空间 ==》世界空间,多用于顶点着色器 UnityObjectToWorldNormal(v.normal); 法线:模型空间 ==》世界空间,多用于顶点着色器,float3(归一化后fixed3) UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos.xyz); 仅前向渲染,世界空间顶点位置 ==》世界空间光源方向,多用于片元着色器,一般会顺带归一化(fixed3) UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos.xyz); 世界空间顶点位置 ==》世界空间视线方向,多用于片元着色器,一般会顺带归一化(fixed3) P.S.一般[0,1]范围内的尽量用低精度fixed类型,如单位矢量,颜色等 Tags{"lightmode"="forwardbase"}(字符串不区分大小写,编译时会自动转为所有字母大写) 指示光照模型为前向渲染的基本模式 #include "UnityCG.cginc"(字符串不区分大小写,编译时会自动转为所有字母大写) 包含大量基本内置函数,宏等,一般自带 #include "lighting.cginc"(字符串不区分大小写,编译时会自动转为所有字母大写) 包含基本光照属性,如 _LightColor0 UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT(使用大写) 环境光,一般取前三个分量rgb(xyz);基本光照模型需要有环境光,漫反射,高光等 基本纹理&法线贴图: TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex); 基本纹理变换,用于顶点着色器,相当于v.uv*_MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;(其中xy存缩放,zw存偏移,对应面板参数);_MainTex_ST需额外定义 tex2D(_MainTex, i.uv); 基本纹理采样,用于片元着色器;一般会定义染色属性并与之相乘得到反射率(albedo),反射率作为环境光和漫反射计算的因子 UnpackNormalWithScale(packedNormal, _BumpScale); 反映射法线贴图采样结果得到顶点空间中的法线方向,同时计算凹凸映射的缩放;packedNormal为法线贴图直接采样结果,_BumpScale为凹凸缩放值;法线贴图必须进行导入设置为Normal Map UnityObjectToWorldDir(v.tangent.xyz); 方向(切线):模型空间 ==》世界空间,多用于顶点着色器 cross(worldNormal, worldTangent)*v.tangent.w 计算副法线,cross(,)两个向量叉积,用于得知两个坐标轴求第三个坐标轴朝向,w控制朝向的正负;知道三个朝向就可以构造变换矩阵了 TANGENT_SPACE_ROTATION 得到从模型空间到顶点空间的变换矩阵rotation,随后可直接进行如下计算,例如: mul(rotation, ObjSpaceLightDir(v.vertex)); 模型空间顶点位置 ==》模型空间光源方向==》顶点空间光源方向 mul(rotation, ObjSpaceViewDir(v.vertex)); 模型空间顶点位置 ==》模型空间视线方向==》顶点空间视线方向 多光源&前向渲染&光照衰减: Tags{"lightmode"="forwardbase"}(第一个Pass,全局性通用计算,只计算一次,不用开启混合) Tags{"lightmode"="forwardadd"}(第二个Pass,根据光源数目不同可能多次计算,需开启混合) 前向渲染的两种标签,分别位于不同的两个Pass,指示每个Pass的光照模式 #pragma multi_compile_fwdbase #pragma multi_compile_fwdadd 前向渲染的两种指令,只有每个Pass配置正确指令才可能得到正确的光照变量,如光照衰减值 UNITY_LIGHT_ATTENUATION(atten, i, i.worldPos.xyz); 用于第二个Pass分别计算每个光源的衰减,atten为输出的衰减值,i为片元着色器的输入结构体,其内部数学运算根据各个光照的类型不同复杂度不一,具体可参考:https://github.com/candycat1992/Unity_Shaders_Book/issues/47 接收投影: SHADOW_COORDS(idx) 声明阴影纹理采样的坐标,用于顶点着色器输出结构体,idx为下一个可用插值寄存器(TEXCOORD)的索引值 TRANSFER_SHADOW(o); 用于在顶点着色器
导语 :渲染管线(渲染流水线),一般由显示芯片(GPU)内部处理图形信号的并行处理单元组成。这些并行处理单元两两之间相互独立。不同的型号硬件上独立处理单元的数量有很大差异。 与CPU串行执行不同,渲染
GPU渲染流水线,是硬件真正体现渲染概念的操作过程,也是最终将图元画到2D屏幕上的阶段。GPU管线涵盖了渲染流程的几何阶段和光栅化阶段,但对开发者而言,只有对顶点和片段着色器有可编程控制权,其他一律不可编程。如下图:
现代着色器程序使用统一的着色器设计。这意味着顶点、像素、几何和曲面细分相关的着色器共享一个通用的编程模型。在内部,它们具有相同的指令集架构(ISA)。实现此模型的处理器在DirectX中称为通用着色器内核,具有此类内核的 GPU被称为具有统一着色器架构。这种架构背后的想法是着色器处理器可用于各种角色,GPU可以根据需要分配这些角色。例如,与由两个三角形组成的大正方形相比,具有小三角形的一组网格需要更多的顶点着色器处理。具有单独的顶点和像素着色器核心池的GPU意味着保持所有核心忙碌的理想工作分配是严格预先确定的。使用统一的着色器核心,GPU可以决定如何平衡此负载。
正如上图所表示的,管线分为上下2部分,上半部分时客户端,下半部分为服务器端。 服务器端和客户端时功能和运行上都是异步的,它们是各自独立的软件块和硬件块。
最近写的程序需要使用很多OpenGL的API,但是我对OpenGL的认识就停留在多年前写Minecraft模组时的简单了解。因此借此机会打算系统的学习一遍OpenGL,浅窥计算机图形学一隅。由于本学习笔记只是记录个人的学习过程,因此内容会有一定偏向性,并且也难免有错漏,还请各路大神不吝赐教。同时不建议以这系列文章作为初学材料,若是初学建议看更专业、全面的书籍。另外,本文虽不要求有计算机图形学基础,但是需要有一定的数学基础(主要是线性代数),过于基础的数学不会展开描述。
Shader(着色器)实际上就是一小段程序,它负责将输入的Mesh(网格)以指定的方式和输入的贴图或者颜色等组合作用,然后输出。绘图单元可以依据这个输出来将图像绘制到屏幕上。输入的贴图或者颜色等,加上对应的Shader,以及对Shader的特定的参数设置,将这些内容(Shader及输入参数)打包存储在一起,得到的就是一个Material(材质)。之后,我们便可以将材质赋予合适的renderer(渲染器)来进行渲染(输出)了。 所以说Shader并没有什么特别神奇的,它只是一段规定好输入(颜色,贴图等)和输出(渲染器能够读懂的点和颜色的对应关系)的程序。而Shader开发者要做的就是根据输入,进行计算变换,产生输出而已。
文首先对GLSurfaceView相关知识进行讲解,然后介绍Android系统如何获取摄像头数据并利用GLSurfaceView渲染到屏幕上。
本文介绍了OpenGL ES着色器使用的方法,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
OpenGL是一套多功能开放标准库,用于处理可视化2D和3D数据。OpenGL可以将调用函数转换成图形处理命令并传送给底层图形硬件,因此OpenGL的绘制效率非常快。
笔者最近在写安卓端OpenGL ES采集渲染摄像头的功能,恶补了一下OpenGL的相关知识,本篇权当记录。
提醒广大网友,当你看到这篇文章的时候,以后写的关于OpenGL 更多的便是代码实战了!
在绘制之前,我们需要了解下面的知识: 一、渲染管线 下图中展示整个OpenGL ES 2.0可编程渲染管线 渲染管线.png 图中Vertex Shader和Fragment Shader 是可编程
https://learnopengl-cn.github.io/01%20Getting%20started/05%20Shaders/
渲染流水线的工作任务是:将三维场景里的物体投到屏幕上,生成一张二维图像。 可分为三个阶段:应用阶段、几何阶段、光栅化阶段。
| 导语 对于开发者来说,学习OpenGL或者其他图形API都不是一件容易的事情。即使是一些对OpenGL有一些经验的开发者,往往也未必对OpenGL有完整、全面的理解。市面上的OpenGL文章往往零碎不成体系,而教材又十分庞大、晦涩难懂还穿插着各种API的介绍。因此笔者希望通过多年的图形开发经验,结合对OpenGL的理解,对OpenGL整体的知识做一个梳理,剔除掉特别复杂又较少使用的部分。遗留下来常见和易于理解的部分,同时也尽量在介绍的时候兼顾易懂性和严谨性。希望对即将或正在学习OpenGL的开发者,提
OpenGL 是一套规范,不是接口,学习这套规范,就可以在支持 OpenGL 的机器上正常使用这些规范,在显示器上看到绘制的结果。
算着色器是一个完全用于计算任意信息的 着色器阶段(Stage) 。虽然它可以渲染,但它通常用于与绘制三角形和像素无关的任务。 概述 计算着色器与其他着色器阶段的操作不同。 所有其他着色器阶段都有一组明
上一篇 《 Flutter 绘制集录 | Shader 让绘制无限强大 - 壹》 介绍了 Flutter 本身支持 GLSL 语言进行 Shader 着色器的编写。这给 Flutter 的绘制能力增加了无限的可能。GLSL 着色器代码是一个比较独立的知识体系,接下来的几篇文章将会基于 实际使用 向大家进行介绍。
最近开始关注OpenGL ES 2.0 这是真正意义上的理解的第一个3D程序 , 从零开始学习 .
大家好,本文是 iOS/Android 音视频专题的第五篇,该专题中 AVPlayer 项目代码将在 Github 进行托管,你可在微信公众号(GeekDev)后台回复资料 获取项目地址。
本教程介绍如何向自定义着色器添加对曲面细分的支持。它以“平面和线框着色 ”教程为基础。
https://learnopengl-cn.github.io/01%20Getting%20started/04%20Hello%20Triangle/
OpenGL ES _ 入门_01 OpenGL ES _ 入门_02 OpenGL ES _ 入门_03 OpenGL ES _ 入门_04 OpenGL ES _ 入门_05 OpenGL ES _ 入门练习_01 OpenGL ES _ 入门练习_02 OpenGL ES _ 入门练习_03 OpenGL ES _ 入门练习_04 OpenGL ES _ 入门练习_05 OpenGL ES _ 入门练习_06 OpenGL ES _ 着色器 _ 介绍 OpenGL ES _ 着色器 _ 程序 OpenGL ES _ 着色器 _ 语法 OpenGL ES_着色器_纹理图像 OpenGL ES_着色器_预处理 OpenGL ES_着色器_顶点着色器详解 OpenGL ES_着色器_片断着色器详解 OpenGL ES_着色器_实战01 OpenGL ES_着色器_实战02 OpenGL ES_着色器_实战03
在上一篇文章《Unity3D学习笔记2——绘制一个带纹理的面》中介绍了如何绘制一个带纹理材质的面,并且通过调整光照,使得材质生效(变亮)。不过,上篇文章隐藏了一个很重要的细节——Unity Shader。Shader(着色器)是渲染管线中可被用户编程的阶段,依靠着色器可以控制渲染管线的细节。现代图像渲染技术,都把Shader封装成与Material(材质)相关的组件。所以这篇文章,我们就初步学习下在Unity中使用Shader。
上一篇文章说到我从客户端转前端的历程,短短一年的时间就打开了前端世界的大门,简直就是有无穷多的东西可玩,以前酷爱Java的我终于见识到什么都可以写的JavaScript的厉害了,不仅仅可以写Web,客户端,后端,系统应用,还可以在神经网络、物联网,甚至嵌入式都可以,简直就是一个万能的语言,可以说能编程的地方理论上都可以用JS来写!
本文主要介绍了如何通过OpenGL ES 2.0实现一个简单的3D图形渲染。首先介绍了OpenGL ES 2.0的基本知识,然后通过一个实例展示了如何使用OpenGL ES 2.0实现一个三角形在屏幕上的渲染。在实例中,首先介绍了如何加载并编译着色器程序,然后定义了顶点缓冲区和片段缓冲区,使用OpenGL ES 2.0的API绘制一个三角形。通过不断地完善这个示例,我们可以看到OpenGL ES 2.0的强大功能,以及社区中丰富的资源。
前言 设计师需求中3D视觉平移到互动H5中的项目越来越多,three.js和PBR工作流的结合却一直没有被系统化地整理。 和各位前端神仙一起做项目,也一起磕磕碰碰出了爱与痛的领悟。小小总结,希望3D去往H5的道路天堑变通途。 本手册主要分为两大部分: Part 1 理论篇:主要让设计师了解计算机到底是如何理解和实时渲染我们设计的3D项目,以及three.js材质和预期材质的对应关系。 Part 2 实践篇:基于three.js的实现性,提供场景、材质贴图的制作思路、以及gltf工作流,并动态讨论项目常
下面,你会看到一个图形渲染管线的每个阶段的抽象展示。要注意蓝色部分代表的是我们可以注入自定义的着色器的部分。
而这个结构体的用法,其实就是对这些需要用到的成员变量在surf函数中赋一下值,比如说这样: [cpp] view plain copy
In the last year I have never had to write a single HLSL/GLSL shader. Bottom line, I can’t think of any reason NOT to use CG.
本文主要介绍了WebGL和Three.js的渲染流程,从加载模型到生成纹理和片元着色器,再到进行矩阵计算和坐标转换,最终完成3D渲染。
OpenGL,是一套绘制3D图形的API,当然它也可以用来绘制2D的物体。OpenGL有一大套可以用来操作模型和图片的函数,通常编写OpenGL库的人是显卡的制造者。我们买的显卡都支持特定版本的OpenGL。
作者简介 jzg,携程资深前端开发工程师,专注Android开发; zcc,携程高级前端开发工程师,专注iOS开发。 一、前言 随着移动端短视频的火热,音视频编辑工具在做内容类APP上的地位举足轻重。丰富的转场方式可以给短视频带来更多炫酷的效果,从而更好地赢得用户青睐。本议题主要包含了对OpenGL的简单介绍及相关API使用,GLSL着色器语言的基本使用,以及如何通过编写自定义的着色器程序来实现图片的转场效果。 二、为什么使用OpenGL以及使用的难点 2.1 为什么使用OpenGL 视频的转场效果离不开图
这是关于学习使用Unity的基础知识的系列文章中的第五篇。这次,我们将使用计算着色器显著提高图形的分辨率。
这是渲染系列的第三篇文章,上一节介绍了着色器和纹理。我们已经看到了如何使用单一的纹理制作一个用平坦的表面完成的复杂显示的例子,现在我们更进一步,一次同时使用多个。
OpenGL ES 3.0的顶点着色器和片段着色器第一行总是声明着色器版本。 # version 300 es 没有声明版本的表示用的 OpenGL ES着色语言的1.0版本,对应OpenGL ES 2.0。
教程 OpenGLES入门教程1-Tutorial01-GLKit 这次的是shader编译链接、glsl入门和简单图形变换。 OpenGL ES系列教程在这里。 OpenGL ES系列教程的代码
输入值:片段着色器接受顶点管线最终输出的迭代值,这些值包括片段的位置,已解析的主颜色和辅助颜色,一系列的纹理坐标以及片段的雾坐标距离。
本文介绍了Unity引擎在移动游戏开发中的性能优化方案,包括CPU、GPU、内存、渲染、加载等方面的优化。通过优化代码、减少资源、使用LOD系统、避免使用动态对象、及时释放不再使用的资源等方法,可以提高游戏的性能和稳定性。
OpenGL ES 3.0实现了具有 可编程着色功能 的图形管线,由 OpenGL ES 3.0 API 和 OpenGL ES 着色语言3.0规范 组成。 下图中深色背景的 顶点着色器 和 片段着色器 为可编程阶段。
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