GLSL轉HLSL逆向分析的參考手冊【一】

GLSL 和 HLSL 主要的不同點

GLSL HLSL
面向過程,注重步驟,就像C語言 面向對象,注重數據對象,就像C++語言
Shader直接編譯集成到圖形API中 HLSL編譯器將Shader編譯成二進制,然后再將其傳遞給驅動程序
變量直接存儲 數據通過聲明進行傳遞
矩陣是縱向的(行矩陣) 矩陣是橫向的(列矩陣)
逐片元著色 逐像素著色

基本類型轉換

(GLSL -> HLSL)

highp vec4 -> float4
mediump vec4 -> half4
lowp vec4 -> fixed4

highp vec3 -> float3
mediump vec3 -> half3
lowp vec3 -> fixed3

highp vec2 -> float2
mediump vec2 -> half2
lowp vec2 -> fixed2

highp float -> float
mediump float -> half
lowp float -> fixed
highp int -> int

vec4 -> float4
vec3 -> float3
vec2 -> float2

bvec4 -> bool4
bvec3 -> bool3
bvec2 -> bool2

ivec4 -> int4
ivec3 -> int3
ivec2 -> int2

mat4 -> float4x4
mat3 -> float3x3
mat2 -> float2x2
(GLSL -> HLSL)

_PointLightPosAndRange -> _WorldSpaceLightPos0
_PointLightColorAndAtten -> unity_4LightAtten0
vs_TEXCOORD0 -> i.uv
vs_TEXCOORD1 -> i.uv1

預定義全局變量

(GLSL -> HLSL)
gl_Position -> SV_Position
gl_PointSize -> PSIZE
gl_FragColor -> SV_Target
gl_FragData[n] -> SV_Target[n]
gl_FragCoord -> SV_Position
gl_FrontFacing -> SV_IsFrontFace
gl_PointCoord -> SV_Position
gl_FragDepth -> SV_Depth

內置函數

可以直接轉換的方法

(GLSL -> HLSL)

exp2 -> exp2
log2 -> log2
sqrt -> sqrt
inversesqrt -> rsqrt
texture -> tex2D
textureLod -> SampleLevel
UnityObjectToClipPos
// HLSL
float4 data0;
float4 data1;

data1 = UnityObjectToClipPos(data0);

// GLSL
vec4 data0;
vec4 data1;
vec4 tmp0;
vec4 tmp1;

tmp0 = data0.yyyy * hlslcc_mtx4x4unity_ObjectToWorld[1];
tmp0 = hlslcc_mtx4x4unity_ObjectToWorld[0] * data0.xxxx + tmp0;
tmp0 = hlslcc_mtx4x4unity_ObjectToWorld[2] * data0.zzzz + tmp0;
tmp0 = tmp0 + hlslcc_mtx4x4unity_ObjectToWorld[3];
tmp1 = tmp0.yyyy * hlslcc_mtx4x4unity_MatrixVP[1];
tmp1 = hlslcc_mtx4x4unity_MatrixVP[0] * tmp0.xxxx + tmp1;
tmp1 = hlslcc_mtx4x4unity_MatrixVP[2] * tmp0.zzzz + tmp1;
data1 = hlslcc_mtx4x4unity_MatrixVP[3] * tmp0.wwww + tmp1;

指數函數

pow
// HLSL
float4 data0;
float4 data1;
float4 result;
result = pow(data0, data1);

// GLSL
vec4 data0;
vec4 result;
vec4 tmp0;
     
tmp0 = log2(data0);
tmp0 = tmp0 * data1;
result = exp2(tmp0);
exp
// HLSL
float4 data0;
float4 result;
result = exp(data0);

// GLSL
vec4 data0;
vec4 tmp0;
vec4 result;

tmp0 = data0 * vec4(1.44269502, 1.44269502, 1.44269502, 1.44269502);
result = exp2(tmp0);
log
// HLSL
float4 data0;
float4 result;
result = log(data0);

// GLSL
vec4 data0;
vec4 tmp0;
vec4 result;

tmp0 = log2(data0);
result = tmp0 * vec4(0.693147182, 0.693147182, 0.693147182, 0.693147182);

矩陣

GLSL中的矩陣是縱向的,而untiy中的矩陣是橫向的。
例:

GLSL Matrix
x x x
y y y
z z z

Unity Matrix
x y z
x y z
x y z

在GLSL中見到形如以下的構建矩陣代碼:

highp mat3 tmpvar_8;
tmpvar_8[0].x = tmpvar_6.x;
tmpvar_8[0].y = tmpvar_7.x;
tmpvar_8[0].z = tmpvar_1.x;
tmpvar_8[1].x = tmpvar_6.y;
tmpvar_8[1].y = tmpvar_7.y;
tmpvar_8[1].z = tmpvar_1.y;
tmpvar_8[2].x = tmpvar_6.z;
tmpvar_8[2].y = tmpvar_7.z;
tmpvar_8[2].z = tmpvar_1.z;

轉換到unity中就應該改成

float3x3 tmpvar_8;
tmpvar_8[0] = tmpvar_6.xyz;
tmpvar_8[1] = tmpvar_6.xyz;
tmpvar_8[2] = tmpvar_6.xyz;

關鍵字

static

如果帶static關鍵字前綴,若它是全局變量,就表示它不是暴露于著色器之外的。換句話說,它是著色器局部的。如果一個局部變量以static關鍵字為前綴,它就和C++中static局部變量有相同的行為。也就是說,該變量在函數首次執行時被一次性初始化,然后在所有函數調用中維持其值。如果變量沒有被初始化,它就自動初始化為0。

uniform

如果變量以uniform關鍵字為前綴,就意味著此變量在著色器外面被初始化,比如被C++應用程序初始化,然后再輸入進著色器。

extern

如果變量以extern關鍵字為前綴,就意味著該變量可在著色器外被訪問,比如被C++應用程序。僅全局變量可以以extern關鍵字為前綴。不是static的全局變量默認就是extern。

shared

如果變量以shared關鍵字為前綴,就提示效果框架:變量將在多個效果間被共享。僅全局變量可以以shared為前綴。

volatile

如果變量以volatile關鍵字為前綴,就提示效果框架:變量將時常被修改。僅全局變量可以以volatile為前綴
const——HLSL中的const關鍵字和C++里的意思一樣。也就是說,如果變量以const為前綴,那此變量就是常量,并且不能被改變。

內置的矩陣(float4x4):

名稱 說明
UNITY_MATRIX_MVP 當前模型視圖投影矩陣
UNITY_MATRIX_MV 當前模型視圖矩陣
UNITY_MATRIX_V 當前視圖矩陣
UNITY_MATRIX_P 當前的投影矩陣
UNITY_MATRIX_VP 當前視圖投影矩陣
UNITY_MATRIX_T_MV 模型視圖矩陣的轉置
UNITY_MATRIX_IT_MV 模型視圖矩陣的逆轉置
_Object2World 當前模型矩陣
_World2Object 當前世界矩陣的逆矩陣

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