Jitter Tutorial 41 Shader 摘要

• 圖形顯示卡主要的作用之一是將2D的元件轉成3D的元件以便於顯示。這些元件以何種方式算圖，是由 shading model 所決定，通常包括元件的顏色、位置、燈光及其位置、貼圖座標、材質特徵（如光澤的多寡等）。軟硬體中，執行這些計算的程式，被稱為 shader，傳統的圖卡使用固定式的 shading pipeline 來將這些 shading model 套用到元件上，但近幾年則發展出可編程的 shading pipeline，使得自行定義的 shader 可以取代固定式的 pipeline。(p.365)
• 藉由將 jit.gl.gridshape 的屬性設為 lighting_enable 1，可達成最簡易的且考慮光的因素的 shading model 之套用，被稱為 flat shading 或 facet shading。
• 多數元件在真實世界中會隨著物件的表面漸變其光澤，Gouraud Shading (1971) 則是最早考量此種現象的 shader 之一，其依據 surface normal 與光的屬性，藉由計算  per vertex color 有效達成運算。其以顏色的線性漸變處理每個多邊形，而達成平順的 shading 效果（多邊形數量越多，外觀越平順），廣為 fixed shading pipeline 的圖卡所使用，在 jitter 中，則可藉由設定 jit.gl.gridshape 的屬性 smooth_shading 1 達成之。當 dim $1 $1 設定得越大時，表面越平順。(p.366)
• Phone shading (1975) 不僅可以柔化多邊形的每個頂點的顏色，也可以柔化該多邊形的surface normal (與表面垂直之向量）。其是依據平順的 normal 及燈光屬性來運算 per fragment color (per pixel color)，被稱為 per pixel lighting。運算結果針對較少的多邊形時，效果仍佳，但運算卻較耗費 CPU。其不存在於  OpenGl 的 fixed pipeline 中，需藉由讀取自訂的 shader 至可邊程的 pipeline 中才可套用。可將 「shader [ shader 名稱]」之指令送往 jit.gl.gridshape，使 jit.gl.gridshape 得以指涉到相同命名的 jit.gl.shader。
• 1984年由Robert Cook 提出 shade tree 的概念，讓使用者可以透過 shading language，建立自己的 shading model，此種語法後為 Ken Perlin 所延伸，後來又成為 Pixar 的 RenderMan 的 shading language。晚近則有使用相似的原則、以 GPU 為核心的 Cg 及 GLSL shading language。(p.368)
• jit.gl.shader 可藉由 read 指令讀取 shader；藉由 getparamlist 或  dump params 讓所讀取的 shader 之相關參數由 jit.gl.shader 右下方輸出口輸出；getparamval [參數名稱] 則可使 jit.gl.shader 輸出目前參數的數值；getparamdefault [參數名稱] 則可使 jit.gl.shader 輸出該參數的預設值；getparamtype [參數名稱] 可使 jit.gl.shader 輸出該參數的型態。(p.369)
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  shader 可以用來決定元件的表面顏色，但也可以用來改變 vertex 的位置與屬性。實際上在此的範例中，每個程式都包含處理 vertex 的程式 (vertex program)、與運算 pixel 的程式（fragment program)。 vertex program 用來將3D元件作變形 (rotation、translation、scaling)，也用來控制燈光、顏色、及其他屬性。當我們使用 jit.gl.handel 物件來旋轉 3D 元件時，便有某個  vertex program 正在被執行。邏輯上言之，vertex program 與 fragment program 各自使用獨立的、可編程的處理器，此種模型與使用 fixed function pipeline 時，分開處理兩者的模式相同。