圖形編程歷史
渲染流水線
目前最新的可編程圖形硬件支持功能：
- 支持頂點和片段的可編程能力
- 支持IEEE32位的浮點運算（IEEE32是國際電工委員會置頂的浮點書表示方式，主要內容是用四個字節來表示浮點數，可以表示的數據的負數范圍是(-22)128~-2127,2^-127~22^128）
- 支持四元向量和四階矩陣
- 提供分支和循環的控制語句
- 具有高帶寬的內存處理能力
- 支持1D,2D,3D的紋理查詢和使用能力，而且速度非常快
- 支持繪制到紋理功能
渲染流水線
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含義： 計算機需要從一系列的頂點數據、紋理等信息出發、生成（或者說渲染）一張二維圖像的過程。 - 渲染流程分為三個階段
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應用程序階段：（CPU）-
準備數據eg.攝像機的位置、?視椎體、場景中的模型和光源等等 -
culling粗粒度剔除 eg.將不可見的物體剔除 -
輸出輸出渲染所需的幾何信息（點、線、三角面），即渲染圖元。
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幾何階段：（GPU）-
處理?渲染圖元進行逐頂點、逐多邊形的操作。頂點坐標轉換到屏幕空間。 -
輸出屏幕空間的二維頂點坐標、每個頂點對應的深度值、著色等相關信息。
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光柵化階段?：（GPU）- 對上階段的數據進行插值，再進行逐像素的處理。
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CPU與GPU之間的通信
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CPU?流水線（即應用階段）- 把數據加載到顯存里
- 設置渲染狀態
- 調用Draw Call（發起方是CPU，接收方是GPU）
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GPU流水線（即幾何階段和光柵化階段）
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頂點著色器： 必選，可編程，通常用于實現頂點坐標的變換，?計算頂點顏色。 -
曲面細分著色器：可選，用于細分圖元。 -
幾何著色器：可選，用于逐圖元的著色操作,或者用于產生更多的圖元。 -
裁剪： 可配置，將不是攝像機視野中的頂點裁剪掉。 -
屏幕映射： 不可編程，不可配置。把每個圖元的坐標轉換到屏幕坐標系。 -
三角設置和三角形遍歷階段都是固定函數的階段。 -
片元著色器：可編程，用于?實現逐片元的著色操作。 -
逐片元操作： 可配置，eg.顏色修改，深度緩，沖進行混合等。
三種語言：
- OpenGl的GLSL
- Direct3D的HLSL
- NVIDIA的CG（CG編寫的可同時兼容?OpenGL和Direct平臺）
GPU流水線的兩個重要階段
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頂點著色器- 輸入： GPU前端模塊提取圖元信息（頂點位置，法線向量，紋理坐標（uv））等。
- 操作： 頂點坐標空間轉換，法向量空間轉換，光照計算等（現在光照計算一般在片段著色器，比較細），然后將計算好的數據傳入指定寄存器中。
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片元著色器- 輸入：頂點著色器傳入的數據。
- 操作：光照計算，uv擾動，紋理采樣等，最后輸出當前片段的顏色給光柵化階段（片段著色器是對每個獨立的顏色進行操作的）。
數學基礎
推薦《3D數學基礎：圖形與游戲開發》
CG語言基礎
- CG語言的特性：
Cg是一種類C的語言，他沿用了大量的C語言特性，但是也有不同之處。Cg語言是腳本性語言，不能編譯，調試和斷點；并且Cg語言的主要用途是繪制像素顏色到屏幕上，他不能處理文字類的內容。Cg語言對單精度浮點的數據類型是非常敏感的；Cg語言因為GPU的并發特性所以導致Cg語言的所有執行過程是并發式的； - CG語法
- 基礎數據類型 ：
- float ： 32位浮點數據
float _Angle = 1.0 - half ： 16位浮點數據
half _Angle = 1.0 - int ： 32位整形數據
int _Angle = 1 - fixed ： 12位浮點數據
fixed _Angle = 1 - bool ： ?布爾數據，用于判斷
if(_Angle == 0) { colors = diffuses.rgb; } - Sampler 紋理對象，6類 ： Sampler，sampler1D,sampler2D,sampler3D,samplerCUBE和samplerRECT
sample2D _Diffuse;
- float ： 32位浮點數據
- 特殊的數據類型
- 向量 ： 一共擁有4種維度的向量，1-4之間
float3 a = float3(0,1,2); - 矩陣 ： 行和列都不得大于4和不得小于1
float2*2 a = {sin@,0,1,3};矩陣在賦值的時候一定要人為的分開行與行之間的關系，但是程序只認識順序的賦值 - 數組 ： 因為CG是顯卡操作語，沒有內存，所以聲明的時候要制定大小
float2 b[2]; int arrayLen = b.length; // 結果是2 float m[3][4]; arrayLen = m.length;// 結果是3； arrayLen = m[1].length;// 結果是4； - 結構體 ： 數據封裝作用
struct a2v { float4 vertex : POSITION; float3 normal : NORMAL; float4 texcoord : TEXCOORD0; }; - 表達式和控制語句
- 關系操作符 ：<,>,<=,>=，!=,==,
- 邏輯操作符 ：&&，||，！
- 數學操作符 ：+，—，*，/，%
- 移位操作符 ：>>
int2 a = int2(0.0,0.0); int2 b = a>>1; - Swizzle操作符：
float4(a, b, c, d).xyz 等價于 float3(a, b, c) - 控制流語句 ：if ，if-else while ，for，break
- 點操作?符：只針對向量和結構
v2f o; o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
- 點操作?符：只針對向量和結構
- 行參修飾詞：
- in: 表示當前行參是只能輸入的；
- out：表示當前行參用來輸出數據的;
- inout: 表示可以進行輸入和輸出；
- 離散數據圖元信息：
uniform- 只讀性，只要標有uniform標簽的變量，這個變量我們就不能初始化也不能修改其內容；
- 使用范圍特性，只能存在于入口函數的行參上或者是全局的變量身上；
- 他只能支持引擎向著色器傳入的數據，不能向外提交數據；
- 向量 ： 一共擁有4種維度的向量，1-4之間
- 語義
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- 基礎數據類型 ：
