Cg





 Profile.別性能表


  DESC
    Profile とは Graphics 命令セットの種類のこと
	  C, C++ で Target Machine を指定するのと同じ
		Cg Compiler にこの Hardware 用に Compile しろというのと同じ


	WARNING
		GPU によって利用できる命令セット, インストラクション数に限界がある
		コンパイルができても Load で失敗する可能性がある


		// foo.fsh(133) : error C5051: profile does not support conditional returns
		cgc -arbfp1 foo.fsh

		// vertex shader は tex2D 命令は support しない
		// foo.fsh(176) : error C3004: function "tex2D" not supported in this profile
		cgc -arbvp1 foo.fsh






 行列の積(mul)


	POINT
		Cg の mul は次の順番で処理される。
		mul( m, v ) は以下の計算結果になる。
				



	m00 m01 m02  vx      m00*vx + m01*vy + m02*vz
	m10 m11 m12  vy  ==  m10*vx + m11*vy + m12*vz
	m20 m21 m22  vz      m20*vx + m21*vy + m22*vz




	WARNING
		// 可換ではない
		mul( v, m ) != mul( m, v )


		// Fragment Shader で確認できる

		float3x3 m = {
		{ 1, 1, 1 },
		{ 0, 0, 0 },
		{ 0, 0, 0 },
		};

		{
			float3x3 m = {
				{ 1, 0, 0 },
				{ 1, 0, 0 },
				{ 1, 0, 0 },
			};

			// 結果は白 ( 1, 1, 1 )になる。
			return float4( mul( m, float3(1,1,1) ), 1 );
		}


    行列の変換がよく理解できなくなるため, 正解をかいておく

	Application::Mtx -> transpose -> Mul( mtx, vtx );



	  Model -> World -> View -> Projection
	    mul(m, IN.pos) mul(v, posW) mul( p, posV )



	法線の変換


		POINT
			N, T の関係から N の変換行列を求める。
			T の変換は 位置の変換と同じ処理をする


		N.T = 0;
		Nw.Tw = Nw . (W*Tl)  = (Wt * Nw) . Tl

		(a)bc (Nx)   (Tl)
		(a)bc (Ny) = (Tl)
		(a)bc (Nz)   (Tl)

		Nw . ( W[0].Tx, W[1].Ty, W[2].Tz )
		( Nx, Ny, Nz ) . ( W[0].Tx, W[1].Ty, W[2].Tz )

			Nx には W[0] の成分がかかるから
			左から 行列をかけるときは 転置して W[0] を縦に配置する


		Wt*Nw = Nl  が成り立つ (  )

		// 転置の逆行列
		Nw = (Wt)-1 * Nl






 shader.コツ


	Constant Register 数に気をつける
	Matrix の積ではなく, dot ( 内積 )で代用する
	命令数に気をつける




 SYNTAX


	POINT
		global 変数として定義しても良い。
		この方が, 関数の引数よりもテストしやすいので利用すること



		// インクルード
# include "common.h"

		// global として定義
		uniform float scl = 1;



		float4 main(
			 // 仮引数として定義
			 uniform float scl;
		)



		マクロも使える

		// #define 
# define  LIGHT_NUM  7


# ifdef  _MAYA_

# else

# endif

		// 引き数つきマクロ
# define  LIGHT_DECLARE( N )  float4  light_ ## N


		// C と同じく \ で複数行を連結する。
# define  LIGHT_DECLARE( N )  float  normalmap_scale ## N \
		< \
			UIName = "Nomalmap Scale" \
		> = {0.1f}






 行列



  // 成分のとり方
  float3 v = m._m03_m13_m23;

	// １行目を取得。
  float3 v = m[0];


  Cg 内の Matrix と 成分を調査

    守ること.
    Application -> Cg に渡す際に transpose すること



      かける順番
      mul( m, v );

      次のように構成だと考えられる
      Ax  Ay  Az   T
     [00][01][02][03] (x)  = (Xnew + Tx)
     [10][11][12][13] (y)    (yNew + Ty)
     [20][21][22][23] (z)    (zNew + Tz)
     [30][31][32][33] (1)    (1)


	POINT
		mul( m, v )は 次の計算

		v.x = 0行目 ( m[0] ) * v
		v.y = 1行目 ( m[1] ) * v
		v.z = 2行目 ( m[2] ) * v
		v.w = 3行目 ( m[3] ) * v


		[] 演算子は行列の行を取得する。
		次の計算で確認できる。

	float4x4 m;

	m[0] = float4(1,1,0,0);
	m[1] = float4(0,1,0,0);
	m[2] = float4(0,0,1,0);
	m[3] = float4(0,0,0,1);

	//	{ 1, 0.5, 0, 1 } == オレンジ色
	float s = 0.5f;
	OUT.col = mul( m, float4(s,s,0,1) );

	//	{ 0.5, 1, 0, 1 } == ライトグリーン
	m[0] = float4(1,0,0,0);
	m[1] = float4(1,1,0,0);
	m[2] = float4(0,0,1,0);
	m[3] = float4(0,0,0,1);
	OUT.col = mul( m, float4(s,s,0,1) );





	// 成分指定 がどこを指すかチェック

	m[0] = float4(1,0,0,0);
	m[1] = float4(1,1,0,0);
	m[2] = float4(0,0,1,0);
	m[3] = float4(0,0,0,1);

	m._m10 = 0;    //  1行, 0 列
	m._m11 = 0;

	//		{ 0.5, 0, 0, 1 }  Dark Red
	float s = 0.5f;
	OUT.col = mul( m, float4(s,s,0,1) );



	行列スウィズル演算子

	<type><rows>x<columns> という形式の行列型の場合、

	matrix._m<row><col>
	matrix._m<row><col>[_m<row><col>][...]


	という表記法を使用して、個々の行列要素にアクセスしたり（<row><col>ペアが1つのみの場合）
	行列の要素からベクトルを構成したり（<row><col>ペアが複数存在する場合）することができる。

	行と列の番号は0 から始まる


	// 連続で指定できる
	// Assign the main diagonal of myMatrix to myFloatVec4.
	fvec4 = myMatrix.m_00_m11_m22_m33;


	float4x4 a と宣言したとすると、a[3] は a._m30_m31_m32_m33 に等しくなる
	どちらの式も、行列の3 行目を取り出す



   // Az 成分( 列 )をとる
   float3 Az = m._m02_m12_m22;

	 // Cg Reference より抜粋

	 mul() は 3 つの使用方法がある。

	 行列 × 列ベクトル
	 mul(M, v);

	 行ベクトル × 行列  
	 mul(v, M);

	 行列 × 行列  
	 mul(M, N);


	 // 次のような 記述になる 
	 (m11 m21 m31 m41) (v1)
	 (m12 m22 m32 m42) (v2)
	 (m13 m23 m33 m43) (v3)
	 (m14 m24 m34 m44) (v4)


  float3 eyevec_w = viewI._m03_m13_m23 - pos_w;
  OUT.test = float4( viewI._m03_m13_m23, 1.0f );

  float3x3 nmatrix = float3x3( tan, bin, nml );
  nmatrix[0] = tan;
  nmatrix[1] = bin;
  nmatrix[2] = nml;

  float4 a = float4( 1.236812, -0.714074, -0.866025, -0.577350 );
  float4 b = float4( 0.000000, 1.428148, -0.866025, -0.577350 );
  float4 c = float4( -1.236812, -0.714074, -0.866025, -0.577350 );
  float4 d = float4( 1.785185, 0.507938, -68.817703, 120.788200 );

	// float4 から matrix 生成
  float4x4 mtxLit = float4x4( a, b, c, d );

  float4 a = float4(1,2,3,1);
  return float4(a[0], a[1], a[2], 1 );

	// 要素をえる( 0 行 0 列 )
  float4x4 m;
  float f = m[0][0];






 Reference(Cg)






 floor


  SYNTAX
		floor( f )

  DESC
		f 以下の最大の整数
    浮動小数点 の 整数部 をとりだす




 frac


  SYNTAX
		frac( f )

  DESC
		f の小数部




 cross


  SYNTAX
		cross(float3 a, float3 b)

  DESC
		ベクトル a と b の外積
		a から b への外積

		a = 1, 0, 0
		b = 0, 1, 0
		
		0 0 1
		0 0 1
		-----
		0 0 1

		0 1 0
		1 0 0
		-----
		0 0 0

		1 0 0
		0 1 0
		-----

		0 0 1
		0 0 1
		------
				-1

				c = a * b の定義 ( aからbまで回す右ねじの進む向き)
				a.y*b.z + a.z * b.x + a.x + b.y
				-
				b.y*a.z + b.z*a.x + + b.x*a.y


		float3 cross(float3 a, float3 b)
		{
			return a.yzx * b.zxy - a.zxy * b.yzx;
		}

		// fragment shader で試すと 青
		return float4( cross( float3(1,0,0), float3(0,1,0) ), 1 );

		// 黒
		return float4( cross( float3(0,1,0), float3(1,0,0) ), 1 );





 lerp


  SYNTAX
		lerp(a, b, f)

  DESC
    (1-f)*a + f*b

  TIP

  WARNING
    描画結果が正しくない現象が見られる
    自前で計算した方が無難






 reflect


  SYNTAX
		floatN reflect( floatN i, floatN n);

  DESC
    param n: Normal ( 要 normalize )
    param i: IncidentVector

	WARNING
	 i は  VtxPos - EyePos
	 Lighting 時とは逆向き の Vector

  PROFILE
    fp20





 tex2Dproj


	SYNTAX
		tex2Dproj (sampler2D tex, float4 sq);

	DESC
		Texture 座標を W=1 の空間に変換後に sampling する

	PROFILE
		PS20


	シャドウマップルックアップ:
		テクスチャ座標のz 成分が、シャドウマップと比較する深度値を保持
		シャドウマップルックアップでは

		深度比較テクスチャリングのためにアプリケーションにより構成された関連テクスチャのユニットが必要
		これがないと、深度比較は実際に実行されない




 clamp


	SYNTAX
		clamp(x, a, b)

	DESC
		x < a = x = a
		x > b = x = b
		else x;





 abs


	SYNTAX
		abs(x)

	DESC
		abs(x) x の絶対値




 length


	SYNTAX
		float length( floatN vec )

	DESC
		vec の長さ( ノルム )を返す


		float length( float3 vec ) {
			return sqrt( dot(vec, vec) );
		}






 exp


	SYNTAX
		exp(x)

	DESC
		Euler ^ x




 exp2


	SYNTAX
		exp2(x)

	DESC
		2^x




 step


	SYNTAX
		floatN  step( floatN  a, floatN  x)

	DESC
		x >= a となる階段関数で変換した値を返す。
	



 normalize


	SYNTAX
		normalize(x)

	DESC
		N次元ベクトルを正規化する