DirectX 11 顶点和像素着色器如何工作

Question

我正在看书，"Practical Rendering and Computation with Direct3D 11" 正在查看 DirectX 11 示例：

菲律宾共产党： https://github.com/walbourn/directx-sdk-samples/blob/master/Direct3D11Tutorials/Tutorial02/Tutorial02.cpp

HLSL： https://github.com/walbourn/directx-sdk-samples/blob/master/Direct3D11Tutorials/Tutorial02/Tutorial02.fx

这是什么？

D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC layout[] =
 {
  { "POSITION", 0, DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT, 0, 0, D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 },
 };

更重要的是着色器——它在程序中的什么地方设置这个"Pos"?

float4 VS( float4 Pos : POSITION ) : SV_POSITION
{
    return Pos;
}

我只能看到您通过以下方式绑定顶点数据：

// Create vertex buffer
SimpleVertex vertices[] =
{
    XMFLOAT3( 0.0f, 0.5f, 0.5f ),
    XMFLOAT3( 0.5f, -0.5f, 0.5f ),
    XMFLOAT3( -0.5f, -0.5f, 0.5f ),
};
D3D11_BUFFER_DESC bd;
ZeroMemory( &bd, sizeof(bd) );
bd.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
bd.ByteWidth = sizeof( SimpleVertex ) * 3;
bd.BindFlags = D3D11_BIND_VERTEX_BUFFER;
bd.CPUAccessFlags = 0;
D3D11_SUBRESOURCE_DATA InitData;
ZeroMemory( &InitData, sizeof(InitData) );
InitData.pSysMem = vertices;
hr = g_pd3dDevice->CreateBuffer( &bd, &InitData, &g_pVertexBuffer );
if( FAILED( hr ) )
    return hr;

// Set vertex buffer
UINT stride = sizeof( SimpleVertex );
UINT offset = 0;
g_pImmediateContext->IASetVertexBuffers( 0, 1, &g_pVertexBuffer, &stride, &offset );

// Set primitive topology
g_pImmediateContext->IASetPrimitiveTopology( D3D11_PRIMITIVE_TOPOLOGY_TRIANGLELIST );

然后设置着色器，然后绘制 3 个顶点：

// Render a triangle
g_pImmediateContext->VSSetShader( g_pVertexShader, nullptr, 0 );
g_pImmediateContext->PSSetShader( g_pPixelShader, nullptr, 0 );
g_pImmediateContext->Draw( 3, 0 );

这一切都是有道理的。但我对这个 Pos 输入是什么、它是如何生成的以及为什么使用它感到困惑？此外，还有其他示例做同样的事情......（示例 7）他们使用位置和纹理，但我看不出这些信息来自哪里。例如...

struct VS_INPUT
{
  float4 Pos : POSITION;
  float2 Tex : TEXCOORD0;
};

感谢您的宝贵时间！

Answer 1

D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC 的数组确定将从顶点缓冲区读取的数据布局。该数组被传递给 ID3D11Device::CreateInputLayout 调用，以便可以使用它。然后通过调用 ID3D11DeviceContext::IASetInputLayout 在渲染上下文中设置它（未显示，但在您链接的代码中）。

如果您查看 D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC 的成员，第一个成员是 SemanticName（设置为 "POSITION"），这就是顶点缓冲区的元素与输入匹配的方式着色器。它还包含有关数据偏移量和格式的数据（在本例中，偏移量为零，格式 DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT 对应于 3x 32 位浮点数）。您会注意到在着色器中，在 Pos 之后有一个冒号，然后是 "POSITION" - 这是语义，并且与输入布局相匹配。然后着色器知道它应该从偏移零开始读取位置数据，以及该数据的格式。

数据本身是从顶点缓冲区中读取的，通过 ID3D11DeviceContext::IASetVertexBuffers 调用设置。 stride 参数告诉输入汇编程序顶点缓冲区中从一个顶点到下一个顶点的距离，因此它知道从哪里开始读取下一个顶点。传入的 g_pVertexBuffer 是从 vertices 数据初始化的，如您所见，它是一组 3x 32 位浮点数。

对于具有额外输入的着色器（例如 TEXCOORD0），D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC 数组中将有更多条目，对应于着色器中使用的语义。

DirectX 11 顶点和像素着色器如何工作

DirectX 11 How Do Vertex And Pixel Shaders Work

directx

shader

directx-11

vertex-shader