为 float3 正确着色器上的“语义”标签？答案

【问题标题】：Correct "Semantic" tag on a shader for just a float3?为 float3 正确着色器上的“语义”标签？
【发布时间】：2019-02-18 15:51:01
【问题描述】：

这是一个非常简单的着色器，

float4 vert (float4 vertex :POSITION, out PositionHolder o) :SV_POSITION
{
    UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(PositionHolder,o);
    o.localPos = vertex;
    return UnityObjectToClipPos(vertex);
}

fixed4 frag (PositionHolder IN) :SV_Target
{
    if (IN.localPos.y > -.2)
        return _UpperColor;
    else
       return _LowerColor;
}

（因此，如果在四边形上，它只用一种颜色绘制顶部 70%，用另一种颜色绘制底部条纹。）

请注意，vert 所做的唯一事情就是沿着网格顶点位置上的局部传递。

这是这样做的结构

struct PositionHolder
{
    float3 localPos;
};

但是，（无论如何，在 Unity 中）它将需要该 float3 的语义。

查看 Unity 的 doco，他们当然没有，但是有一个链接到

https://docs.microsoft.com/en-us/windows/desktop/direct3dhlsl/dx-graphics-hlsl-semantics

（除此之外 - 据我所知，它是专门针对 D3D 的，但是，我想这就是要使用的语法/语义吗？）

我对情况的解读，

建议你应该使用say,

struct PositionHolder
{
    float3 localPos :POSITION1;
};

或者实际上，定位任何数字，您还没有将其用作资源。

怎么样，

struct PositionHolder
{
    float3 localPos :POSITION8;
};

祝你好运。

（令人困惑的是，它们似乎只从 blank 到 9 运行，我不知道这是否反映了硬件现实，或者只是某个地方的粗制滥造 - 或者什么。但无论如何，基本上“您尚未在其他地方使用的任何数字 1 到 9。）

请注意，无论如何，POSITION 是一个 float4，我的 float3 真的可以吗？ 对于通用 float3，有什么比 POSITION 更好的方法吗？（我注意到如果你只使用一种颜色，它也可以正常工作。这有关系吗？）
“1 on the end”系统真的正确吗？那么，POSITION1 好走吗？我没有融化 gpu 之类的？
嗯，我注意到您可以在其中输入任何内容（例如“abcd1”）。但可以肯定的是，它实际上不是硬件寄存器？？？

【问题讨论】：

UV 是一个很好的自定义数据容器，被插值并且有四个
位置仅针对每个顶点，但 UV 以插值形式传递给片段着色器，因此您不必使用其他形式的诡计来知道您在哪里
关于您的第三个问题 - 关于一些示例，我不知道答案：一个很好的起点，可能需要半小时才能完全遵循：docs.unity3d.com/Manual/SL-SurfaceShaderExamples.html
哦，我确实已经完成了所有这些工作 - 不幸的是，它没有解释任何有关语义标签的内容。（什么都没有！呵呵。）

标签： unity3d shader cg

【解决方案1】：

假设您的开发平台是 iOS。

iOS 有自己的着色器语言 - 金属着色器语言。

为了让您的着色器在 iOS 上工作，unity 将它们从 HLSL 编译为 Metal。因此，如果我们要编译以下着色器部分：

HLSL：

float4 localPos: POSITION1;

编译结果如下：

金属：

float4 POSITION1 [[ user(POSITION1) ]];

根据Metal Shading Language Specification

属性 [[user(name)]] 语法也可用于指定一个任何用户定义变量的属性名称。

Unity3d 将您的 HLSL 语义字段“名称”翻译为金属语言属性 [用户（名称）]。所以，如果你写：[POSITION1 或 HelloWorld 或 Fattie] 也没关系，只要它是唯一的并且不使用保留关键字。因此，在编译了以下着色器之后

HLSL：

float4 localPos: Fattie;

这将是结果：

金属：

float4 Fattie0 [[ user(Fattie0) ]];

关于向量数据类型，向量类型[float, float2, float3, float4, etc] 不特定于您的自定义语义名称。用 float3 编译这个着色器

HLSL：

float3 localPos: Fattie;

给出以下结果：

金属：

float3 Fattie0 [[ user(Fattie0) ]];

【讨论】：

这适用于使用 hlsl 作为后端的平台，例如 Xbox。对于 iOS，Unity 着色器编译器会标记可能影响性能的重要关键字，因此如果您尝试更改它们，则会导致编译错误。
再次感谢；为了清楚起见，我相信在构建到简单的 Windows（所以，你的 nVidia 卡）时，它确实“这样做”——它们成为 GPU 上的硬件寄存器？（再一次，我可能都错了。）
这取决于语义关键字。例如，如果我们想在顶点着色器中获取顶点位置，我们必须使用 POSITION 语义关键字。在这种情况下，GPU 将使用特殊寄存器。
很高兴为您提供帮助！另外，如果你想在unity3d中使用Metal Shading Language，请查看this官方仓库。
从 iPhone 5S 开始的所有 iOS 设备都支持金属。如果您在 Unity3d 中的 Graphics APIs 下仅选择了 Metal，则 unity 将使用 Metal + Metal Shader Language，而不会使用 OpenGL。 Apple 声明使用 OpenGL 的游戏和图形密集型应用现在应该采用 Metal，因为 OpenGL 是一项传统技术，很快就会被弃用。

【解决方案2】：

1：GPU 寄存器是基于硬件的，它们总是大小为 4 的向量（float4 等），语义只是将变量绑定到名称，以便所有数据最终都在正确的位置。 GPU 上的所有向量操作都使用 SIMD（单指令多数据），因此对向量执行计算几乎与使用标量一样快。但是，我不确定 POSITION，通常此名称仅填充输入变量的函数 - 对于您自己的任意输出变量，您应该使用 TEXCOORD0-N。 COLOR 插值器具有 8 位精度，并且还可以将值限制在 0-1 的范围内。

2：您可以使用的插值器寄存器的数量取决于支持的着色器模型（您可以使用#pragma target 4.0 来支持多达 32 个插值器，代价是至少需要 Direct3D 10）。但是，是的，您可以使用 0 或 8 或 4 或其他任何值。

3：你试过吗？真的，语义只是用来为编译器提供关于我们想要什么数据在哪里的提示/标签。然而，对于大多数值来说，我们使用哪个寄存器并不重要，明确地输入寄存器实际上只是过去的遗产。不过，我从未见过有人将随机的东西写成着色器语义！

就个人而言，我认为像这样构造输入和输出更直观：

struct VertexInput {
    // Here we use POSITION to tell the compiler that we want the vertex coords to be written to this variable.
    float4 vertex : POSITION;
    float3 normal : NORMAL;
};

struct VertexOutput {
    float4 clipPos : SV_POSITION;
    // Here we use TEXCOORD0-1, since these are just variables to be interpolated. 
    float3 localPos : TEXCOORD0; 
    float3 normal : TEXCOORD1;
};

VertexOutput Vert(VertexInput v) {
    VertexOutput o;

    o.clipPos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
    o.localPos = v.vertex;
    o.normal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);

    return o;
}

fixed4 Frag(VertexOutput o) : SV_Target {
    half3 normal = normalize(o.normal); // Interpolated values are not necessarily normalized
    half NdotL = saturate(dot(normal, _WorldSpaceLightPos0.xyz));
    return fixed4((fixed3)NdotL, 1); // Basic lambert lighting as an example
}

【讨论】：