向量乘法如何在着色器语言中起作用？答案

【问题标题】：How does vectors multiply act in shader language?向量乘法如何在着色器语言中起作用？
【发布时间】：2012-12-16 12:05:48
【问题描述】：

如gl_FragColor = v1 * v2，我真的不知道它是如何相乘的，似乎参考文献给出了向量乘法矩阵的解释。
ps：v1和v2的类型都是vec4。

【问题讨论】：

标签： opengl

【解决方案1】：

* 运算符适用于component-wise，用于vec4 等向量。

vec4 a = vec4(1.0, 2.0, 3.0, 4.0);
vec4 b = vec4(0.1, 0.2, 0.3, 0.4);
vec4 c = a * b; // vec4(0.1, 0.4, 0.9, 1.6)

GLSL Language Specification 在 5.10 向量和矩阵运算部分下说：

除了少数例外，操作是按组件进行的。通常，当一个运算符对向量或矩阵进行操作，它是独立操作的在向量或矩阵的每个分量上，按分量时尚。 [...] 例外是矩阵乘以向量，向量乘以矩阵，矩阵乘以矩阵。这些不以组件方式操作，而是执行正确的线性代数乘法。

【讨论】：

所以它只是做点积？
@user674199：不，标量 (=dot) 乘积的结果是标量。 * GLSL 运算符对向量的结果又是一个向量。您可以通过在分量乘法之后添加向量分量来制作标量积。但是如果你真的需要一个标量产品，GLSL 提供了内置函数dot。
这是一个ShaderToy program，它说明乘法确实是按分量计算的。
@FrankCheng 在 GLSL 中，vec4 c = a * b; 与 vec4 c; c.x = a.x * b.x; c.y = a.y * b.y; c.z = a.z * b.z; c.w = a.w * b.w; 相同。这就是分量的含义——向量的每个分量都被视为一个代数值，忽略其他分量。如果考虑硅上发生的事情，可能更容易合理化——vec4 * vec4 乘法不是数学或几何向量；它只是 4 个浮点值，它们独立地乘以 4 个其他浮点值，并行计算。
@FrankCheng 因此，进行极端着色器优化的人有时会将不相关的数据集中到vec4s 中，这样他们就可以在进行代数运算时获得并行化加速。 TL;DR：对于 GLSL 和 GPU，vec4 在数学/几何上并不意味着任何特定的东西；它在内存中只有 4 个浮点数一个接一个。 （在向量具有内在数学意义的编程环境中，您会看到像 point3、normal3、offset3、velocity3 这样的类型、accel3 等）