【免费下载链接】thebookofshadersStep-by-step guide through the abstract and complex universe of Fragment Shaders.项目地址https://gitcode.com/gh_mirrors/th/thebookofshaders点击查看免费下载本指南系统梳理开源仓库 thebookofshaders 中 glossary术语表所收录的全部 GLSLGLSL ES语言元素包括 19 种数据类型、11 个限定符、6 个内置变量、7 个内置常量以及三角函数、指数函数、通用函数、几何函数、矩阵函数、向量关系函数和纹理查找函数等七大函数族。读完本文你将获得一份可直接对照使用的 GLSL 语法速查手册并能理解每个函数在本书各章节着色器示例如 05/smoothstep.frag、06/mix.frag、07/circle-making.frag中的实际应用方式。一、术语表的组织方式与检索机制仓库根目录下的 glossary 目录是一个由 79 个词条目录构成的 GLSL 术语表每个词条目录内都存放一份README.md英文与多语言翻译如README-vi.md。词条页面统一采用“声明Declaration—参数Parameters—描述Description—参见See Also”的四段式结构便于快速定位某一语法元素的签名与语义。索引页 glossary/README-vi.md 同时提供两种浏览视角按主题分组数据类型、限定符、内置变量、内置常量、各函数族与按字母表排序A 到 V。站点层面的检索由 glossary/index.php 驱动当请求携带search参数时如?searchsmoothstep该脚本会拼接$_GET[search]./README.md路径加载对应词条目录中的文档并渲染同时支持lan参数切换README-语言.md翻译文件。也就是说索引页中每个词条的链接最终都指向本仓库内对应目录下可读的 Markdown 文件。提示字母表视角中还额外收录了dFdx()、dFdy()两个导数函数见 glossary/dFdx/README.md、glossary/dFdy/README.md它们并未出现在主题分组中阅读时需留意。二、数据类型TypesGLSL ES 的数据类型分为标量、向量、矩阵、采样器与自定义结构五类全部列举于术语表“CÁC KIỂU DỮ LIỆU”数据类型分组。标量void、bool、int、floatvoid用于声明无参数或无返回值的函数。典型写法void main(void);、int aFunction(void);、void bFunction(float);见 glossary/void/README.md。bool布尔类型取值true/false可通过bool(aInt)、bool(aFloat)做显式转换见 glossary/bool/README.md。int整数类型int aInt 42;见 glossary/int/README.md。float浮点类型float aFloat 1.0;注意 GLSL 中浮点字面量需带小数点见 glossary/float/README.md。向量bvec / ivec / vec向量按分量类型分为布尔向量bvecN、整数向量ivecN与浮点向量vecNN 2、3、4。以 glossary/vec2/README.md 中vec2的声明为例vec2 aVec2 vec2(1.0, 1.0); // 逐分量给出标量 vec2 bVec2 vec2(1.0); // 单一标量广播到全部分量 vec2 cVec2 vec2(aVec3); // 从更高维向量截取按顺序取前 N 个分量 vec2 dVec2 vec2(aVec3.x, aVec3.y); // 配合分量选择器vec3与vec4还支持“向量 标量混合构造”只要参数分量总数不少于目标维度即可见 glossary/vec3/README.md、glossary/vec4/README.mdvec3 eVec3 vec3(aVec2, aFloat); vec4 dVec4 vec4(aBvec2.x, aBvec2.y, aFloat, aBvec3.x);bvecNbvec2、bvec3、bvec4与ivecNivec2、ivec3、ivec4遵循相同的构造规则只是分量类型分别为布尔与整数。矩阵mat2、mat3、mat4矩阵按列主序column-major构造。以 glossary/mat4/README.md 为例mat4 aMat4 mat4(1.0, 0.0, 0.0, 0.0, // 第 1 列 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, // 第 2 列 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, // 第 3 列 0.0, 0.0, 0.0, 1.0); // 第 4 列 mat4 bMat4 mat4(1.0); // 仅填充主对角线 mat4 cMat4 mat4(aVec4, bVec4, cVec4, dVec4); // 由向量组合矩阵既支持按分量访问aMat4[3][3] 1.0;也支持按列整体访问vec4 aVec4 aMat4[0];。mat2、mat3的规则完全一致见 glossary/mat2/README.md、glossary/mat3/README.md。矩阵相关内容可在第 08 章进一步展开参见 08/README.md。采样器与结构体sampler2D、samplerCube、structsampler2D/samplerCube纹理采样器类型分别对应 2D 纹理与立方体纹理不能直接赋值只能作为uniform由 CPU 端绑定纹理详见后文纹理函数节条目见 glossary/sampler2D/README.md、glossary/textureCube/README.md。struct允许基于基础类型自定义数据结构声明变量可省略构造器与结构体同名并自动生成见 glossary/struct/README.mdstruct matStruct { vec4 ambientColor; vec4 diffuseColor; vec4 specularColor; float specularExponent; } newMaterial; newMaterial matStruct(vec4(0.1, 0.1, 0.1, 1.0), vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0), vec4(0.7, 0.7, 0.7, 1.0), 50.0);三、限定符Qualifiers限定符控制变量的存储位置与读写权限是理解着色器数据流的钥匙。attribute只读的逐顶点数据由 WebGL/OpenGL 环境传入顶点着色器典型用途是顶点空间位置、颜色、法线与纹理坐标见 glossary/attribute/README.mdattribute vec4 v_color;uniform只读的逐图元 / 逐帧 / 逐场景常量数据由 CPU 端传入同一图元内保持不变。本书所有示例几乎都以它声明画布信息例如 05/smoothstep.frag 中的uniform vec2 u_resolution;、uniform float u_time;、uniform vec2 u_mouse;见 glossary/uniform/README.md。varying顶点着色器写给片段着色器的数据片段着色器中读取的是经顶点插值后的值见 glossary/varying/README.mdvarying vec3 position;const编译期常量值不可修改如const float PI 3.14159265359;见 glossary/const/README.md本书众多.frag文件第一行即此写法。precision与精度修饰符highp/mediump/lowp用于声明浮点运算精度。本书每个片段着色器开头都有#ifdef GL_ES precision mediump float; #endif即在移动端 GLSL ES 环境下把默认浮点精度设为mediump以保证兼容性与性能条目见 glossary/precision/README.md 等。in/out/inout函数参数方向限定符ES 3.0 起取代attribute/varying的语法。in表示只读输入、out表示只写输出、inout表示可读写条目见 glossary/in/README.md、glossary/out/README.md、glossary/inout/README.md。四、内置变量与内置常量内置变量Built-in Variablesgl_Position顶点着色器必须写出的裁剪空间顶点位置条目 glossary/gl_Position/README.md。gl_PointSize点精灵的点大小条目 glossary/gl_PointSize/README.md。gl_PointCoord点精灵内部的归一化纹理坐标条目 glossary/gl_PointCoord/README.md。gl_FrontFacing布尔值指示当前片段是否为图元正面常用于双面材质条目 glossary/gl_FrontFacing/README.md。gl_FragCoord片段在窗口坐标下的位置本书用它归一化画布坐标vec2 st gl_FragCoord.xy/u_resolution;见 05/smoothstep.frag条目 glossary/gl_FragCoord/README.md。gl_FragColor片段着色器输出的最终颜色vec4RGBA本书每个示例都以gl_FragColor vec4(color, 1.0);结尾条目 glossary/gl_FragColor/README.md。内置常量Built-in Constantsgl_Max*系列常量报告 GPU 硬件的资源上限供着色器在运行时查询条目集中在 G 字母分组如 glossary/gl_MaxVertexAttribs/README.md、glossary/gl_MaxVaryingVectors/README.md 等gl_MaxVertexAttribs顶点属性最大数量gl_MaxVaryingVectorsvarying 向量最大数量gl_MaxVertexTextureImageUnits顶点着色器可用纹理单元数gl_MaxCombinedTextureImageUnits顶点 片段着色器合计可用纹理单元数gl_MaxTextureImageUnits片段着色器可用纹理单元数gl_MaxFragmentUniformVectors片段着色器 uniform 向量上限gl_MaxDrawBuffers多渲染目标MRT的绘制缓冲数量五、三角函数Angle Trigonometryradians(degrees)角度转弧度返回(PI * degrees)/180glossary/radians/README.md。degrees(radians)弧度转角度返回(180.0*radians)/PIglossary/degrees/README.md。sin(angle)/cos(angle)/tan(angle)参数为弧度返回对应三角函数值支持向量重载sin、cos、tan。asin(x)/acos(x)反正弦 / 反余弦返回角度弧度asin、acos。atan(y, x)/atan(y_over_x)提供两种重载。双参数版本利用y、x的符号确定象限返回值落在-PI到PI单参数版本仅返回-PI/2到PI/2且x为零时结果未定义glossary/atan/README.md。六、指数函数Exponentialpow(x, y)x的y次幂glossary/pow/README.md。exp(x)/exp2(x)自然指数e^x与以 2 为底的指数2^xexp、exp2。log(x)/log2(x)自然对数与以 2 为底的对数log、log2。sqrt(x)平方根inversesqrt(x)平方根倒数快速归一化常用条目见 glossary/sqrt/README.md、glossary/inversesqrt/README.md。七、通用函数Common Functions塑造形状的核心工具这是本书第 05 章“Shaping Functions”的主力函数族也是术语表中篇幅最重的分组全部支持向量重载。abs(x)绝对值glossary/abs/README.md。sign(x)符号函数x0返回-1.0x0返回0.0x0返回1.0glossary/sign/README.md。floor(x)向下取整到最近整数glossary/floor/README.mdceil(x)向上取整glossary/ceil/README.md。fract(x)取小数部分等价于x - floor(x)glossary/fract/README.md。mod(x, y)取模等价于x - y * floor(x/y)注意与 C 语言的%语义不同结果符号跟随除数glossary/mod/README.md。min(x, y)/max(x, y)逐分量取较小 / 较大值min、max。clamp(x, minVal, maxVal)把x约束到[minVal, maxVal]等价于min(max(x, minVal), maxVal)是 GLSL 中防越界的最常用函数glossary/clamp/README.md。mix(x, y, a)线性插值返回x×(1−a)y×a本书第 06 章用它混合两种颜色见 06/mix.frag 中color mix(colorA, colorB, pct);与 06/gradient.frag 的三通道渐变演示条目 glossary/mix/README.md。step(edge, x)阶跃函数x[i] edge[i]时返回0.0否则返回1.0用于生成硬边阈值见 05/step.frag 中float y step(0.5, st.x);条目 glossary/step/README.md。smoothstep(edge0, edge1, x)Hermite 平滑插值在edge0 x edge1区间内从0平滑过渡到1等价于genType t clamp((x - edge0) / (edge1 - edge0), 0.0, 1.0); return t * t * (3.0 - 2.0 * t);当edge0 ≥ edge1时结果未定义。它是抗锯齿绘制中无可替代的函数——例如 05/smoothstep.frag 用两个smoothstep相减绘制出 1px 宽的绿色曲线float plot(vec2 st, float pct){ return smoothstep(pct-0.02, pct, st.y) - smoothstep(pct, pct0.02, st.y); }条目见 glossary/smoothstep/README.md。八、几何函数Geometric Functions几何函数用于向量运算与距离场构建是第 07 章“Shapes”绘制圆形、矩形等形状的基础。length(x)向量长度模glossary/length/README.md。distance(p0, p1)两点间距离glossary/distance/README.md。dot(x, y)点积x[0]·y[0] x[1]·y[1] ...当x y时sqrt(dot(x,x))等于向量长度glossary/dot/README.md。cross(x, y)叉积仅支持vec3结果大小等于两向量长度乘积乘以其夹角正弦glossary/cross/README.md。normalize(x)返回与x同向的单位向量glossary/normalize/README.md。faceforward(N, I, Nref)按参考法线朝向重定向向量dot(Nref, I) 0时返回N否则返回-Nglossary/faceforward/README.md。reflect(I, N)反射方向I - 2.0 * dot(N, I) * N要求N已归一化glossary/reflect/README.md。refract(I, N, eta)折射方向按公式k 1.0 - eta*eta*(1.0 - dot(N,I)^2)当k 0.0时返回零向量全反射否则返回eta*I - (eta*dot(N,I) sqrt(k))*Nglossary/refract/README.md。以第 07 章的圆形为例07/circle-making.frag 演示了三种等价的距离度量distance、length、手写sqrt而 07/circle.frag 则用dotsmoothstep绘制出抗锯齿的圆float circle(in vec2 _st, in float _radius){ vec2 dist _st-vec2(0.5); return 1.0 - smoothstep(_radius-(_radius*0.01), _radius(_radius*0.01), dot(dist,dist)*4.0); }九、矩阵函数Matrix FunctionsmatrixCompMult(x, y)逐分量相乘两个矩阵结果矩阵的result[i][j] x[i][j] * y[i][j]。需要注意它与“矩阵乘法”是两回事——矩阵乘法需用*运算符而本函数是分量级乘法的唯一内建实现glossary/matrixCompMult/README.md相关章节 08/README.md。十、向量关系函数Vector Relational Functions关系函数对两个向量做逐分量比较返回布尔向量bvecNlessThan(x, y)x[i] y[i]glossary/lessThan/README.mdlessThanEqual(x, y)x[i] ≤ y[i]glossary/lessThanEqual/README.mdgreaterThan(x, y)x[i] y[i]glossary/greaterThan/README.mdgreaterThanEqual(x, y)x[i] ≥ y[i]glossary/greaterThanEqual/README.mdequal(x, y)x[i] y[i]glossary/equal/README.mdnotEqual(x, y)x[i] ! y[i]glossary/notEqual/README.mdany(x)只要存在一个true分量即返回true等价于对分量做逻辑或循环glossary/any/README.mdall(x)全部分量为true才返回trueglossary/all/README.mdnot(x)逐分量逻辑取反!x[i]glossary/not/README.md十一、纹理查找函数Texture Lookup Functionstexture2D(sampler2D sampler, vec2 coord [, float bias])从 2D 纹理按坐标取色返回vec4。可选第三参数bias在 mipmap 的 LODLevel of Detail计算完成后、正式采样前叠加glossary/texture2D/README.md。textureCube(samplerCube sampler, vec3 coord [, float bias])从立方体纹理按三维方向向量取色规则同上glossary/textureCube/README.md。两个条目都特别注明在 iOS 设备上纹理查找功能仅可在片段着色器中使用。结合第 15 章15/README.md中大量texture*系列.frag示例如 15/texture.frag、15/texture-kaleidoscope.frag可以观察纹理采样在真实项目中的典型形态。十二、导数函数与补充词条术语表的字母表分组中还有两个仅此收录的函数dFdx(p)/dFdy(p)仅在片段着色器中可用返回表达式p对屏幕 x / y 方向的偏导数通过局部差分计算。二阶或混合阶导数如dFdx(dFdy(n))结果未定义非均匀控制流中求值的表达式同样未定义dFdx、dFdy。这类函数常用于根据屏幕空间变化率做自适应抗锯齿。此外词条目录中还包含mainglossary/main/README.md与returnglossary/return/README.md两个控制流词条与void一起构成对 GLSL 函数定义语法的完整补充。十三、查阅建议与章节联动术语表的价值在于“按需速查”。建议的查阅姿势是先通过 glossary/README-vi.md 的主题分组定位语法元素所属类别再进入对应词条目录阅读四段式详解最后回到对应章节的.frag源码看实际用法。各函数族与本书章节的对应关系如下通用函数smoothstep、step、mix、fract等→ 第 05 章 Shaping Functions05/README.mdmix、三角函数与颜色 → 第 06 章 Color06/README.mdlength、distance、dot、normalize→ 第 07 章 Shapes07/README.mdmatrixCompMult与矩阵类型 → 第 08 章 Matrices08/README.mdtexture2D、textureCube与采样器 → 第 15 章 Texture15/README.mduniform、attribute、varying→ 第 03 章 Uniforms03/README.md把术语表当作索引、把.frag示例当作对照实验你就能在阅读 The Book of Shaders 的过程中随时查证每一个 GLSL 语言元素的精确语义。赞分享【免费下载链接】thebookofshadersStep-by-step guide through the abstract and complex universe of Fragment Shaders.项目地址https://gitcode.com/gh_mirrors/th/thebookofshaders点击查看免费下载相关推荐The Book of Shaders 术语表:GLSL tan() 正切函数详解The Book of Shaders 术语表:GLSL tan 正切函数详解 本文基于 The Book of Shaders 术语表 glossary 中的免费把 GIMP 变成 Photoshop 手感的补丁PhotoGIMP 完整指南免费把 GIMP 变成 Photoshop 手感的补丁PhotoGIMP 完整指南 PhotoGIMP 是一款免费开源补丁给 GIMP 3.0 以上版本换上《The Book of Shaders》术语精讲GLSL cos() 余弦函数完整指南《The Book of Shaders》术语精讲GLSL cos 余弦函数完整指南 在片段着色器Fragment Shader中 cos 是 GLSL上一篇如何在Windows上简单快速安装苹果设备驱动终极解决方案指南下一篇LRCGET如何让您的本地音乐库拥有完美同步歌词体验创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考