一、Cg基本資料型別

計算機中的數除了整數之外，還有小數。如何確定小數點的位置呢？通常有兩種方法：

一種是規定小數點位置固定不變，稱為定點數。

另一種是小數點的位置不固定，可以浮動，稱為浮點數。

在計算機中，通常是用定點數來表示整數和純小數，分別稱為定點整數和定點小數。對於既有整數部分、又有小數部分的數，一般用浮點數表示。

型別轉換：

Cg 中的型別轉換和 C 語言中的型別轉換很類似。 C 語言中型別轉換可以是強制型別轉換，也可以是隱式轉換，如果是後者，則資料型別從低精度向高精度轉換。在 Cg 語言中也是如此。

float a = 1.0;  

half b = 2.0;  

float c = a+b; //等價於 float c = a + (float)b;  

當有型別變數和無型別常量資料進行運算時，該常量資料不做型別轉換，例如：

float a = 1.0;

 float b = a + 2.0; //2.0 為無型別常量資料，編譯時作為 float 型別 

Cg 語言中對於常量資料可以加上型別字尾，表示該資料的型別，例如：

float a = 1.0;  

float b = a + 2.0h; //2.0h 為 half 型別常量資料，運算是需要做型別轉換  

常量的型別字尾有3種：

f：表示float

h：表示half

x：表示fixed

二、陣列

 陣列資料型別在Cg中的作用：作為函式的形參，用於大量資料的傳遞，例如：頂點引數陣列、光照引數資料等。

 一維陣列：

float a[10];//聲明瞭一個數組，包含 10 個 float 型別資料  

float a[4] = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0}; //初始化一個數組  

int length = a.length;//獲取陣列長度  

多維陣列：

float b[2][3] = {{0.0, 0.0, 0.0},{1.0, 1.0, 1.0}};  

int length1 = b.length; // length1 值為 2  

int length2 = b[0].length; // length2 值為 3  

三、結構體

結構體的宣告以關鍵字 struct 開始，然後緊跟結構體的名字，接下來是一個大括號，並以分號結尾（不要忘了分號） 。大括號中是結構體的定義，分為兩大類：成員變數和成員函式。例如：

struct myAdd  

{  

    float val;  

    float add(float x)  

    {  

        return val + x;  

    }  

};  

myAdd s;  

使用符號“.”引用結構體的成員變數和成員函式：

float a = s.value;  

float b = s.add(a);  

 一般來說 ,Cg 的原始碼都會在檔案首部定義二個結構體，分別用於定義輸人和輸出的型別，這二個結構體定義與普通的 C 結構定義不同，除了定義結構體成員的資料型別外，還定義了該成員的繫結語義型別( Binding Semantics) ，所謂繫結語義型別是為了與宿主環境進行資料交換的時候識別不同資料型別的。 目前Cg 支援的繫結語義型別包括 POSTION 位置 ) ， COLOR( 顏色 ) ， NORMAL( 法向量 ) ， Texcoord( 紋理座標 ) 等型別。

四、Cg語言操作符

1、關係操作符

2、邏輯操作符

3、數學操作符

 * 乘法； / 除法； - 取反； + 加法；- 減法； % 求餘； ++ ；--； *= ； /= ； += ； -= ；

需要注意的是：求餘操作符 % 。只能在 int 型別資料間進行

 4、移位操作符

Cg 語言中的移位操作符，功能和 C 語言中的一樣，也可以作用在向量上，但是向量型別必須是 int 型別。例如：

 int2 a = int2(0.0,0.0);

int2 b = a>>1;

5、Swizzle 操作符

可以使用 Cg 語言中的 swizzle 操作符（ . ）將一個向量的成員取出組成一個新的向量。 swizzle 操作符被 GPU 硬體高效支援。 swizzle 操作符後接 x 、 y 、 z 、 w ，分別表示原始向量的第一個、第二個、第三個、第四個元素； swizzle操作符後接 r 、 g 、 b 和 a 的含義與前者等同。不過為了程式的易讀性，建議對於表示顏色值的向量，使用 swizzle 操作符後接 r 、 g 、 b 和 a 的方式。

舉例如下：

float4(a, b, c, d).xyz    等價於   float3(a, b, c)

float4(a, b, c, d).xyy    等價於   float3(a, b, b)

float4(a, b, c, d).wzyx   等價於   float4(d, c, b, a)

float4(a, b, c, d).w      等價於   float d

值得注意的是， Cg 語言中 float a 和 float1 a 是基本等價的，兩者可以進行型別轉換； float 、 bool 、 half 等基本型別宣告的變數也可以使用 swizzle 操作符。例如：

 float a = 1.0;

float4 b = a.xxxx;

 注意： swizzle 操作符只能對結構體和向量使用，不能對陣列使用，如果對陣列使用 swizzle 操作符則會出現錯誤資訊： error C1010: expression left of . ” x ” is not a struct or array （其實個人覺得，提示的錯誤資訊中 array 換成vector 更加合適）。

要從陣列中取值必須使用 [] 符號。例如：

 float a[3] = {1.0,1.0,0.0};

float b = a[0]; // 正確

float c = a.x; // 編譯會提示錯誤資訊

6、條件操作符

條件操作符的語法格式為： expr1 ? expr2 : expr3;

expr1 的計算結果為 true 或者 flase ，如果是 true, 則 expr2 執行運算，否則 expr3 被計算。

五、控制流語句

條件語句有： if 、 if-else ；迴圈語句有： while 、 for 。 break 語句可以和在 for 語句中使用。

六、函式

1、入口函式

由於著色程式分為頂點程式和片段程式，兩者對應的圖形流水線上的不同階段，所以這兩個程式都各有一個入口函式。

struct C2E1v_Output {

  float4 position : POSITION;

  float3 color    : COLOR;

};

 C2E1v_Output C2E1v_green(float2 position : POSITION)

{    

  C2E1v_Output OUT;

  OUT.position = float4(position,0,1);

  OUT.color = float3(0,1,0);

　return OUT;    

}

2、Cg標準函式庫

數學函式

幾何函式

關於幾何函式需要注意以下兩點：

1、著色程式中的向量最好進行歸一化之後再使用，否則會出現難以預料的 錯誤;

2、reflect 函式和 refract 函式都存在以“入射光方向向量”作為輸入引數， 注意這兩個函式中使用的入射光方向向量，是從外指向幾何頂點的;平時我 們在著色程式中都是將入射光方向向量作為從頂點出發的。

紋理對映函式

所有這些函式返回四元向量值

s：一元、二元、三元紋理座標

z：使用深度比較的值

q：一個透視值（其實就是透視投影后得到的齊次座標的最後一位），這個值被用來除以紋理座標（s），得到新的紋理座標（已歸一化）然後用於紋理查詢

偏導函式

1. 函式 ddx和ddy用於求取相鄰畫素間 屬性的差值;

2. 函式 ddx和ddy的輸入引數通常是紋理座標;

3. 函式 ddx和ddy返回相鄰畫素鍵的屬性差值;

除錯函式

這個函式寫到這裡只是表示有這麼一個函式，實際上這個函式並不能幫助我們多少。