4.4 片段着色器

片段着色器的功能就是:输出颜色

在上一节(顶点着色器)里介绍了,顶点着色器是并行的,当我们需要绘制3个顶点,GPU将3个顶点数据,分摊到3个GPU逻辑单元并行处理,每个GPU逻辑单元同时执行顶点着色器程序。

片段着色器也是并行的,不过执行的次数不是顶点个数,而是屏幕像素个数。

举例绘制一个960x540的长方形,每一个像素点的颜色,都是通过执行一次片段着色器来得到,那么GPU需要执行960x540次。

顶点数越多,顶点着色器执行次数越多。
屏幕分辨率越高,片段着色器执行次数越多。
这里可以推出手游常见的两种优化方式:减少顶点、降低分辨率。

1.简单的片段着色器

#version 330
in vec4 v_color;
layout(location = 0) out vec4 o_fragColor;
void main()
{
    o_fragColor = v_color;
}

这就是第3章用的片段着色器,仅实现了片段着色器的最基础功能。

2.片段着色器语法

2.1 版本限定

#version 330

在顶点着色器里讲了,这里就不重复了。

2.2 输入变量

in vec4 v_color;

顶点着色器的输出变量,传递到片段着色器的输入变量

2.3 输出变量

layout(location = 0) out vec4 o_fragColor;

片段着色器的功能,就是计算颜色,然后输出给显卡。 片段着色器有一个或多个输出变量,以out 修饰,这里就是 o_fragColor

片段着色器可以由多个输出变量,输出到多个渲染目标(MRT)。
例如在Unity UI上显示模型时,可以将模型渲染到RTT,此时RTT就是片段着色器的渲染目标。

2.4 函数逻辑

void main()
{
    o_fragColor = v_color;
}

入口函数 main(),上面代码就是将片段着色器输出的颜色,直接输出。

3. 插值

顶点着色器输出颜色,作为片段着色器输入颜色。

这句话是对的,但是,顶点着色器输出颜色 ≠ 片段着色器输入颜色

仔细思考,顶点着色器对每个顶点执行一次,片段着色器对每个像素执行一次,这两个着色器的目标都不一样。

3.2 画个正方形 这一节,绘制一个200x200 左右大小的正方形。(如上图) 正方形四个顶点,顶点着色器只需要执行4次,而面对200x200个像素,片段着色器,需要执行200x200次。 只有正方形四个顶点的那四个像素,才能直接从顶点着色器拿到颜色数据,那中间的像素颜色数据从哪里来?

插值 中间的像素颜色,都是插值得到的。 左上角顶点颜色是红色,右上角顶点颜色是蓝色,可以看到中间颜色是由红色、蓝色插值混合而成。 注意:所有从顶点着色器输出到片段着色器的数据,都会插值!
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