如何用glsl渲染模板？

iwantnon 2012-09-22 12:24:40

我已经将阴影渲染到模板了（通过shadow volume算法），模板中为>0的元素为阴影。
下一步要做的是按着这个模板把阴影渲染到屏幕上去。
当然直接开启模板测试，并设置模板测试的通过条件为“模板值>0”即可实现。
但是我还想实现一个特殊效果，就是让各阴影点的透明度随着其z深度值不同也发生变化--即z值大的阴影像素透明度大些，z值小的阴影像素透明度小些。
显然，这个只能通过shader实现了。我刚开始接触shader，能力还不够。想请教一下各位，我这个效果如何实现？

能给出代码当然最好，或者说说思路也很有帮助。

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iwantnon2012 2012-09-24

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怎么还是显示不正常，再试一次：

iwantnon 2012-09-24

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页面太窄，右面的主要部分没显示出来：

iwantnon 2012-09-24

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多谢楼上回复。
不过我用的是opengl，我在原帖子上忘说了。
我现在有些进展了，基本上是把color,depth,stencil都渲染到纹理并显示出来了。如图。
不过存在一个小问题就是在目前的opengl里depth和stencil似乎只能共用一个depth_stencil_texture（或depth_stencil_buffer），渲染到纹理之后我能只能在shader中提取出depth分量，而stencil分量却无法直接提取到（虽然我知道它是存在在里面了，因为模板阴影的渲染效果是对的）。后来没办法，我又另建了一个color texture，把stencil渲染到这个color texture上。这样功能实现了，只是有点儿不太直接。如果哪位高手知道如何通过glsl shader在depth_stencil_texture中直接提取到stencil分量，请不吝惜赐教，先谢了。

LUCI-Z 2012-09-23

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我不是特别了解你这样做的原因。但是在dx9中你无法访问z缓存。你这个只能用mrt，就是多渲染目标，把z渲出来。然后在你的shader中把他作为一个输入，在进行你所需要的处理。

这是尝试使用具有距离函数的光线投射制作渲染器（如iq在GLSL中所做的那样）

Vulkan 矢量图形 vkvg是一个开源的2D 图形库，使用C 语言编写，使用作为后端。它的api遵循与相同的模式，但可能会添加新功能和原始绘图机制。 vkvg处于早期开发阶段，api 可能会改变，欢迎任何贡献。 API 文档和使用方法请参考文档。当前状态：填充（模板奇偶，非零带耳夹）。中风。基本涂装操作。带缓存操作的字体系统。线性渐变。线帽和连接。上下文应该是线程安全的，需要进行大量测试。使用加载和写入图像测试包括使用svg 渲染要求：：版本 > 12。火神字体配置自由式哈夫巴兹 GLSLC：spirv 编译器，包含在LunarG SDK 中（仅限构建） xxd : 使用预编译着色器生成头文件（仅限构建） GLFW ：可选，如果构建了现有测试。如果glslc或xxd不存在，则着色器的预编译版本存储在 git 树中。

带有 GLFW + GLEW 的简单三角形这是在 Windows 和 Linux 上使用、和数学库的基本模板。该项目是在 Visual Studio 2010 上生成的，在其 32 位版本中使用该编译器（而不是静态版本）的正确 GLFW DLL 库。代码是在 Windows 7 上编译和执行的（实际上，这真的无关紧要）。该项目包含 GLFW 上的基本绘制、键盘、初始化和调整大小功能以及顶点和片段着色器的使用。渲染使用顶点数组对象 (VAO)，绘制一个简单的彩色三角形。此外，还包含 GLFW_DLL 的定义，包括 #pragma comment 在代码的开头。与 GLFW 相关的函数和变量被封装到一个名为 glfwFunc （这个名字没什么特别的）。代码包括所有可以直接使用的库（是的，我知道这效率不高），无需下载任何额外的库（基于提到的平台/库）。 Linux 在

第1章绪论............................................................................................................13 1.1 Programmable Graphics Processing Unit发展历程....................................13 1.2 GPU VS CPU..................................................................................................15 1.3 国内外研究现状...........................................................................................18 1.4 本书主要内容和结构...................................................................................18 第2章GPU图形绘制管线.......................................................................................21 2.1 几何阶段.......................................................................................................22 2.1.1 从object space到world space............................................................23 2.1.2 从world space到eye space................................................................24 2.1.3 从eye space到project and clip space ................................................25 2.2 Primitive Assembly && Triangle setup .........................................................26 2.3 光栅化阶段...................................................................................................27 2.3.1 Rasterization .........................................................................................27 2.3.2 Pixel Operation .....................................................................................28 2.4 图形硬件.......................................................................................................30 2.4.1 GPU内存架构.....................................................................................30 2.4.2 Z Buffer与Z值...................................................................................31 2.4.3 Stencil Buffer ........................................................................................33 2.4.4 Frame Buffer .........................................................................................34 2.5 本章小节........................................................................................................35 第3章Shader Language............................................................................................36 3.1 Shader Language原理..................................................................................37 3.2 Vertex Shader Program.................................................................................39 3.3 Fragment Shader Program ............................................................................40 3.4 CG VS GLSL VS HLSL.................................................................................41 3.5 本章小结.......................................................................................................43 第4章 Cg语言概述..................................................................................................44 4.1 开始Cg之旅................................................................................................44 4.2 CG特性........................................................................................................45 9 4.3 CG 编译.......................................................................................................45 4.3.1 CG编译原理........................................................................................45 4.3.1 CGC编译命令.....................................................................................47 4.4 CG Profiles....................................................................................................50 第5章 CG数据类型................................................................................................53 5.1 基本数据类型...............................................................................................53 5.2 数组类型.......................................................................................................55 5.3 结构类型.......................................................................................................56 5.4 接口（Interfaces）类型...............................................................................58 5.5 类型转换.......................................................................................................58 第6章 CG表达式与控制语句................................................................................60 6.1 关系操作符（Comparison Operators）......................................................60 6.2 逻辑操作符（Logical Operators）..............................................................61 6.3 数学操作符（Math Operators）.................................................................62 6.4 移位操作符...................................................................................................62 6.5 Swizzle 操作符............................................................................................63 6.6条件操作符（Conditional Operators）........................................................64 6.7 操作符优先顺序...........................................................................................65 6.8控制流语句（Control Flow Statement）.....................................................66 第 7 章输入\输出与语义绑定..................................................................................67 7.1 Cg关键字.....................................................................................................67 7.2 uniform..........................................................................................................68 7.3 const..............................................................................................................69 7.4 输入\输出修辞符（in\out\inout）..............................................................69 7.5语义词（Semantic）与语义绑定（Binding Semantics）..........................70 7.5.1输入语义与输入语义的区别...............................................................71 7.5.2顶点着色程序的输入语义...................................................................72 7.5.3顶点着色程序的输出语义...................................................................73 7.5.4片段着色程序的输出语义...................................................................75 10 7.5.5语义绑定方法.......................................................................................75 第 8 章函数与程序设计............................................................................................79 8.1 函数...............................................................................................................79 8.1.1数组形参...............................................................................................80 8.2函数重载........................................................................................................81 8.3 入口函数.......................................................................................................82 8.4 CG标准函数库............................................................................................83 8.4.1数学函数（Mathematical Functions）................................................84 8.4.2几何函数（Geometric Functions）.....................................................87 8.4.3纹理映射函数（Texture Map Functions）.........................................88 8.4.4偏导函数（Derivative Functions）.....................................................91 8.4.5调试函数（Debugging Function）......................................................94 8.5 在未来将被解决的问题................................................................................94 开篇语：...............................................................................................................96 第 9 章经典光照模型（illumination model）.........................................................97 9.1 光源...............................................................................................................97 9.2 漫反射与Lambert模型...............................................................................98 9.2.1 漫反射渲染..........................................................................................99 9.3镜面反射与Phong模型.............................................................................102 9.3.1 phong模型渲染..................................................................................103 9.4 Blinn-Phong光照模型...............................................................................107 9.5全局光照模型与Rendering Equation ........................................................109 9.6 本章小结.....................................................................................................110 第 10 章高级光照模型............................................................................................ 111 10.1 Cook-Torrance光照模型.........................................................................112 10.1.1 Cook-Torrance光照模型渲染实现.................................................116 10.2 BRDF光照模型.......................................................................................118 10.2.1 什么是BRDF光照模型...............................................................118 10.2.2 什么是各向异性............................................................................119 11 10.3 Bank BRDF经验模型................................................................................120 10.4 本章小结...................................................................................................123 第 11 章透明光照模型与环境贴图........................................................................124 11.1 Snell定律与Fresnel定律........................................................................125 11.1.1 折射率与Snell定律......................................................................125 11.1.2 色散................................................................................................126 11.1.3 Fresnel定律...................................................................................127 11.2环境贴图....................................................................................................128 11.3 简单透明光照模型...................................................................................132 11.4 复杂透明光照模型与次表面散射...........................................................136 第 12 章投影纹理映射（Projective Texture Mapping）.......................................137 12.1 投影纹理映射的优点...............................................................................137 12.2 齐次纹理坐标（Homogeneous Texture Coordinates）..........................139 12.3原理与实现流程........................................................................................139 12.4 本章小结...................................................................................................143 第13章 Shadow Map ..............................................................................................144 13.1 什么是depth map.....................................................................................144 13.2 Shadow map与shadow texture的区别..................................................145 13.3 Shadow map原理与实现流程.................................................................146 第 14 章体绘制（Volume Rendering）概述.........................................................152 14.1 体绘制与科学可视化...............................................................................153 14.2 体绘制应用领域.......................................................................................153 14.3 体绘制与光照模型...................................................................................154 14.4 体数据（Volume Data）.........................................................................155 14.4.2 体素（Voxel）................................................................................156 14.4.1 体纹理（Volume Texture）............................................................157 14.5 体绘制算法...............................................................................................159 第15章光线投射算法（Ray Casting）................................................................160 15.1 光线投射算法原理...................................................................................160 12 15.1.1吸收模型...........................................................................................161 15.2 光线投射算法若干细节之处...................................................................161 15.2.1 光线如何穿越体纹理......................................................................161 15.2.2 透明度、合成..................................................................................163 15.2.3 沿射线进行采样..............................................................................164 15.2.2 如何判断光线投射出体纹理..........................................................166 15.3 算法流程...................................................................................................168 15.4 光线投射算法实现...................................................................................169 15.5 本章小结...................................................................................................172 附录A 齐次坐标................................................................................................173 附录B：体绘制的医学历程.............................................................................175 附录C：模板阴影（Stencil Shadow）............................................................178 参考文献....................................................................................................................182

整体思路本文不采样UIKit的GLKBaseEffect，而是使用编译链接自定义的着色器（shader）。用简单的GLSL语言来实现顶点/片元着色器，并将图形进行简单的变换。一、GLKit渲染利用GLKit渲染加载一张jpg/png图片，请参考之前的文章：OpenGL ES之GLKit的使用功能和API说明。二、GLSL自定义着色器实现的思路说明创建图层创建上下文清空缓存区设置RenderBuffer 设置FrameBuffer 开始绘制三、GLSL着色语言 GLSL的基础使用、

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