从网格位置计算纹理坐标

Question

我们的游戏使用“方块图集”，即对应游戏中方块特定面的方形纹理网格。我们的目标是通过将纹理数据存储在顶点中作为 shorts 而不是 float2s 来简化顶点数据内存。这是我们的顶点定义（XNA，C#）：

public struct BlockVertex : IVertexType
{
    public Vector3 Position;
    public Vector3 Normal;
    /// <summary>
    /// The texture coordinate of this block in reference to the top left corner of an ID's square on the atlas
    /// </summary>
    public short TextureID;
    public short DecalID;


    // Describe the layout of this vertex structure.
    public static readonly VertexDeclaration VertexDeclaration = new VertexDeclaration
    (
        new VertexElement(0, VertexElementFormat.Vector3,
                             VertexElementUsage.Position, 0),

        new VertexElement(sizeof(float) * 3, VertexElementFormat.Vector3,
                              VertexElementUsage.Normal, 0),

        new VertexElement(sizeof(float) * 6, VertexElementFormat.Short2,
                              VertexElementUsage.TextureCoordinate, 0)
    );


    public BlockVertex(Vector3 Position, Vector3 Normal, short TexID)
    {
        this.Position = Position;
        this.Normal = Normal;
        this.TextureID = TexID;
        this.DecalID = TexID;
    }

    // Describe the size of this vertex structure.
    public const int SizeInBytes = (sizeof(float) * 6) + (sizeof(short) * 2);

    VertexDeclaration IVertexType.VertexDeclaration
    {
        get { return VertexDeclaration; }
    }
}

我在 HLSL 方面几乎没有经验，但是当我尝试调整我们当前的着色器以使用这个顶点时（与将纹理和贴花存储为 Vector2 坐标的旧着色器相反），我得到的只是透明的蓝色模型，它我相信意味着面部的纹理坐标都相同？

这是我尝试解释顶点数据的 HLSL：

int AtlasWidth = 25;
int SquareSize = 32;
float TexturePercent = 0.04; //percent of the entire texture taken up by 1 pixel

[snipped]

struct VSInputTx
{
    float4 Position             : POSITION0;
    float3 Normal               : NORMAL0;
    short2 BlockAndDecalID      : TEXCOORD0;
};

struct VSOutputTx
{
    float4 Position     : POSITION0;
    float3 Normal       : TEXCOORD0;
    float3 CameraView   : TEXCOORD1;
    short2 TexCoords    : TEXCOORD2;
    short2 DecalCoords  : TEXCOORD3;
    float FogAmt        : TEXCOORD4;
};

[snipped]

VSOutputTx VSBasicTx( VSInputTx input )
{
    VSOutputTx output;

    float4 worldPosition = mul( input.Position, World );
    float4 viewPosition = mul( worldPosition, View );
    output.Position = mul( viewPosition, Projection );

    output.Normal = mul( input.Normal, World );
    output.CameraView = normalize( CameraPosition - worldPosition );

    output.FogAmt = 1 - saturate((distance(worldPosition,CameraPosition)-FogBegin)/(FogEnd-FogBegin)); //This sets the fog amount (since it needs position data)

    // Convert texture coordinates to short2 from blockID
    // When they transfer to the pixel shader, they will be interpolated
    // per pixel.
    output.TexCoords = short2((short)(((input.BlockAndDecalID.x) % (AtlasWidth)) * TexturePercent), (short)(((input.BlockAndDecalID.x) / (AtlasWidth)) * TexturePercent));
    output.DecalCoords = short2((short)(((input.BlockAndDecalID.y) % (AtlasWidth)) * TexturePercent), (short)(((input.BlockAndDecalID.y) / (AtlasWidth)) * TexturePercent));

    return output;
}

我没有改变原始着色器的任何其他内容，它显示一切正常，但您可以看到整个 .fx 文件here。

如果我可以调试我可能能够得到它的东西，但是......好吧，无论如何，我认为这与我对着色器如何工作的知识有限有关。我想我尝试使用整数算术不太有效。此外，有很多演员表，如果值在某个地方被强制为 0，我可以相信它。万一我离题了，这就是我的目标：

1. 着色器获取一个顶点，该顶点存储两个短裤以及其他数据。短裤表示正方形纹理网格的某个角的 ID。一个用于块面，另一个用于在该面上绘制的贴花。
2. 着色器使用这些 ID 以及一些定义纹理网格（以下称为“Atlas”）大小的常量来确定该特定角的实际纹理坐标。
3. 纹理坐标的 X 是 (ID % AtlasWidth) * TexturePercent，其中 TexturePercent 是一个常数，表示 1 个像素表示的整个纹理的百分比。
4. 纹理坐标的 Y 是 (ID / AtlasWidth) * TexturePercent。

我该怎么办？

更新：我在某些时候遇到错误“vs_1_1 不支持 8 位或 16 位整数”这可能是问题的一部分吗？

Answer 1

output.TexCoords = short2((short)(((input.BlockAndDecalID.x) % (AtlasWidth)) * TexturePercent), (short)(((input.BlockAndDecalID.x) / (AtlasWidth)) * TexturePercent));
output.DecalCoords = short2((short)(((input.BlockAndDecalID.y) % (AtlasWidth)) * TexturePercent), (short)(((input.BlockAndDecalID.y) / (AtlasWidth)) * TexturePercent));

这两行包含以下部分：

(input.BlockAndDecalID.x) / (AtlasWidth)

(input.BlockAndDecalID.y) / (AtlasWidth)

这些都是整数除法。整数除法会切断小数点后的所有内容。我假设 AtlasWidth 始终大于每个坐标，因此这两个除法都将始终导致 0。如果这个假设不正确，我假设您仍然需要以某种方式获得该十进制数据？

你可能想要一个浮点除法，它返回一个小数结果，所以你需要先将至少一个（或两个）操作数转换为浮点数，例如：

((float)input.BlockAndDecalID.x) / ((float)AtlasWidth)

编辑：我会改用NormalizedShort2；它通过最大短值（32767）缩放您的值，允许“类似十进制”使用短值（换句话说，“0.5”= 16383）。当然，如果您的意图只是将您的 tex 坐标数据减半，您可以通过使用 HalfVector2 来实现这一点，同时仍然使用浮点数。如果您仍然坚持使用 Short2，您可能需要像 NormalizedShort2 一样在将其作为坐标提交之前对其进行缩放。

Answer 2

好吧，在我尝试在其中一个着色器函数中创建一个 short 并遇到编译器错误，指出 vs_1_1 不支持 8/16 位整数之后（你之前为什么不告诉我？？） ，我把函数改成这样：

float texX = ((float)((int)input.BlockAndDecalID.x % AtlasWidth) * (float)TexturePercent);
float texY = ((float)((int)input.BlockAndDecalID.x / AtlasWidth) * (float)TexturePercent);
output.TexCoords = float2(texX, texY);
float decX = ((float)((int)input.BlockAndDecalID.y % AtlasWidth) * (float)TexturePercent);
float decY = ((float)((int)input.BlockAndDecalID.y / AtlasWidth) * (float)TexturePercent);
output.DecalCoords = float2(decX, decY);

这似乎工作得很好。我不确定它是否将内容更改为整数或前面的（浮点数）。我认为这可能是浮动，这意味着斯科特肯定在做某事。我的伙伴以某种方式编写了这个着色器，以使用 short2 作为纹理坐标；我不知道他是怎么做到的。