10.11 HLSL 예제 (HLSL Examples)

// 이 구조체는 메시에서 받는 입력을 선언한다. // 선언 순서는 중요하지 않다. 입력은 콜론 오른쪽에 붙인 // '시맨틱(semantic)'으로 식별한다. 정점 목록을 렌더러에 // 보낼 때 각 정점 요소의 시맨틱을 지정해야 한다. struct Input { float4 pos : POSITION; // 모델링 공간 위치 float2 uv : TEXCOORD0; // 텍스처 좌표 }; // 정점 셰이더의 출력 데이터다. // 시맨틱에 따라 픽셀 셰이더의 입력과 연결된다. struct Output { float4 pos : POSITION; // 클립 공간 위치 float2 uv : TEXCOORD0; // 텍스처 좌표 }; // 전역 변수를 선언한다. 모델→클립 변환 행렬을 담는 셰이더 상수다. uniform float4x4 modelToClip; // 정점 셰이더 본체 Output main(Input input) { Output output; // 정점 위치를 클립 공간으로 변환한다. // 내장 함수 mul()은 행렬 곱셈을 수행한다. // 첫 번째 피연산자로 받은 벡터는 행벡터로 취급한다. output.pos = mul(input.pos, modelToClip); // 제공된 UV 좌표를 수정 없이 전달한다. output.uv = input.uv; return output; }

// 래스터라이저에서 받는 보간된 입력을 선언한다. // 보통 정점 출력과 정확히 일치하지만 클립 공간 위치는 흔히 생략한다. struct Input { float2 uv : TEXCOORD0; // 텍스처 좌표 }; // 픽셀 셰이더 상수의 동작을 보여 주기 위해 전역 상수 색을 선언한다. // 셰이더 출력에 이 RGBA 값을 곱한다. 이런 상수를 두는 가장 흔한 // 이유 중 하나는 렌더 문맥에 불투명도 설정을 추가하는 것이다. // 그렇지만 RGBA 전체를 상수 색으로 두면 매우 편리하다. uniform float4 constantColor; // 텍스처 조회를 수행할 것이다. 이 텍스처를 가리키는 '변수'를 선언하고, // 프리미티브를 그리기 전에 렌더링 코드가 렌더 문맥에 적절한 텍스처를 // 선택할 수 있도록 충분한 정보를 붙인다. sampler2D diffuseMap; // 픽셀 셰이더 본체. 출력은 하나뿐이며 시맨틱은 COLOR다. float4 main(Input input) : COLOR { // 텍셀을 가져온다. float4 texel = tex2D(diffuseMap, input.uv); // 상수 색을 곱한 뒤 출력한다. // 연산자 *는 성분별 곱셈을 수행한다. return texel * constantColor; }

// 메시 입력 struct Input { float4 pos : POSITION; // 모델 공간 위치 float3 normal : NORMAL; // 모델 공간 정점 법선 float2 uv : TEXCOORD0; // 확산·정반사 맵의 텍스처 좌표 }; // 정점 셰이더 출력. POSITION 시맨틱으로 출력하는 위치를 제외하면 // 모두 TEXCOORDx 시맨틱을 사용한다. 이름과 달리 이 시맨틱은 // 텍스처 좌표뿐 아니라 픽셀 셰이더에 전달하려는, 최대 4차원인 // 거의 모든 종류의 보간된 벡터 값에 사용된다. struct Output { float4 clipPos : POSITION; // 클립 공간 위치 float2 uv : TEXCOORD0; // 확산·정반사 맵의 텍스처 좌표 float3 normal : TEXCOORD1; // 모델 공간 정점 법선 float3 modelPos : TEXCOORD2; // 모델 공간 위치 }; // 모델→클립 변환 행렬 uniform float4x4 modelToClip; // 정점 셰이더 본체 Output main(Input input) { Output output; // 정점 위치를 클립 공간으로 변환한다. output.clipPos = mul(input.pos, modelToClip); // 정점 입력을 수정 없이 전달한다. output.normal = input.normal; output.uv = input.uv; output.modelPos = input.pos; return output; }

// 정점 셰이더에서 온 보간된 입력 struct Input { float2 uv : TEXCOORD0; // 확산·정반사 맵의 텍스처 좌표 float3 normal : TEXCOORD1; // 모델 공간 정점 법선 float3 modelPos : TEXCOORD2; // 조명 계산용 모델 공간 위치 }; // 전역 상수 RGB와 불투명도 uniform float4 constantColor; // 모델 공간에서의 무지향성 광원 위치 uniform float3 omniPos; // 무지향성 광원 반지름의 역수. 빛은 이 반지름에서 0이 될 때까지 // 선형으로 감쇠한다. 각 상수가 보통 4차원 벡터 슬롯 전체를 차지하므로, // 상수 수를 줄이기 위해 흔히 위치의 w 성분에 이 값을 넣는다. uniform float invOmniRad; // 감쇠를 적용하기 전 무지향성 광원 색 uniform float3 omniColor; // 모델 공간 시점 위치 uniform float3 viewPos; // 일정한 환경광 색 uniform float3 ambientLightColor; // 재질의 광택도(퐁 지수) uniform float specExponent; // 확산·정반사 맵 샘플러. 두 맵은 같은 UV 좌표를 쓴다고 가정한다. sampler2D diffuseMap; sampler2D specularMap; // 픽셀 셰이더 본체 float4 main(Input input) : COLOR { // 텍셀을 가져와 재질 색을 구한다. float4 matDiff = tex2D(diffuseMap, input.uv); float4 matSpec = tex2D(specularMap, input.uv); // 보간된 정점 법선을 정규화한다. float3 N = normalize(input.normal); // 광원을 향하는 벡터를 계산한다. float3 L = omniPos - input.modelPos; // 정규화하고, 나중에 감쇠에 쓸 거리를 보관한다. float dist = length(L); L /= dist; // 시선 벡터와 하프웨이 벡터를 계산한다. float3 V = normalize(viewPos - input.modelPos); float3 H = normalize(V + L); // 감쇠를 적용한 광원 색을 계산한다. float3 lightColor = omniColor * max(1 - dist * invOmniRad, 0); // 확산·정반사 계수를 계산한다. float diffFactor = max(dot(N, L), 0); float specFactor = pow(max(dot(N, H), 0), specExponent); // 실효 조명 색을 계산한다. float3 diffColor = lightColor * diffFactor + ambientLightColor; float3 specColor = lightColor * specFactor; // 색을 합한다. HLSL은 벡터 일부를 마치 벡터의 '멤버'처럼 // 접근할 수 있는 매우 유연한 스위즐링 시스템을 제공한다. float4 result = matDiff; // 확산 맵의 RGB와 불투명도 result.rgb *= diffColor; // 확산광+환경광을 곱한다. result.rgb += matSpec.rgb * specColor; // 맵 알파를 무시하고 정반사를 더한다. // 상수를 곱한 뒤 출력한다. return result * constantColor; }

// 메시 입력 struct Input { float4 pos : POSITION; // 모델 공간 위치 float3 normal : NORMAL; // 모델 공간 정점 법선 float2 uv : TEXCOORD0; // 확산·정반사 맵의 텍스처 좌표 }; // 정점 셰이더 출력 struct Output { float4 clipPos : POSITION; // 클립 공간 위치 float2 uv : TEXCOORD0; // 확산·정반사 맵의 텍스처 좌표 float3 normal : TEXCOORD1; // 모델 공간 정점 법선 float3 L : TEXCOORD2; // 광원을 향하는 벡터 float3 H : TEXCOORD3; // 하프웨이 벡터 float3 lightColor: TEXCOORD4; // 광원 색과 감쇠 계수 }; // 모델→클립 변환 행렬 uniform float4x4 modelToClip; // 모델 공간 무지향성 광원 위치 uniform float3 omniPos; // 광원 반지름의 역수. 빛은 이 반지름에서 0이 될 때까지 선형 감쇠한다. // 각 상수는 보통 4차원 벡터 슬롯 전체를 차지하므로, 상수 수를 // 줄이기 위해 흔히 위치의 w 성분에 이 값을 넣는다. uniform float invOmniRad; // 감쇠 전 무지향성 광원 색 uniform float3 omniColor; // 모델 공간 시점 위치 uniform float3 viewPos; // 정점 셰이더 본체 Output main(Input input) { Output output; // 정점 위치를 클립 공간으로 변환한다. output.clipPos = mul(input.pos, modelToClip); // 광원을 향하는 벡터를 계산한다. float3 L = omniPos - input.pos; // 정규화하고, 나중에 감쇠에 쓸 거리를 보관한다. float dist = length(L); output.L = L / dist; // 시선 벡터와 하프웨이 벡터를 계산한다. float3 V = normalize(viewPos - input.pos); output.H = normalize(V + output.L); // 감쇠 계수를 계산한다. 여기서는 0으로 제한하지 않는다. // 픽셀 셰이더에서 제한한다. 큰 다각형의 한가운데서 감쇠값이 // 0에 도달하는 경우에 이 점이 중요하다. float attenFactor = 1 - dist * invOmniRad; output.lightColor = omniColor * attenFactor; // 나머지 정점 입력을 수정 없이 전달한다. output.normal = input.normal; output.uv = input.uv; return output; }

// 정점 셰이더에서 온 보간된 입력 struct Input { float2 uv : TEXCOORD0; // 확산·정반사 맵의 텍스처 좌표 float3 normal : TEXCOORD1; // 모델 공간 정점 법선 float3 L : TEXCOORD2; // 광원을 향하는 벡터 float3 H : TEXCOORD3; // 하프웨이 벡터 float3 lightColor: TEXCOORD4; // 광원 색과 감쇠 계수 }; // 전역 상수 RGB와 불투명도 uniform float4 constantColor; // 일정한 환경광 색 uniform float3 ambientLightColor; // 재질의 광택도(퐁 지수) uniform float specExponent; // 확산·정반사 맵 샘플러. 두 맵은 같은 UV 좌표를 쓴다고 가정한다. sampler2D diffuseMap; sampler2D specularMap; // 픽셀 셰이더 본체 float4 main(Input input) : COLOR { // 텍셀을 가져와 재질 색을 구한다. float4 matDiff = tex2D(diffuseMap, input.uv); float4 matSpec = tex2D(specularMap, input.uv); // 보간된 벡터들을 정규화한다. float3 N = normalize(input.normal); float3 L = normalize(input.L); float3 H = normalize(input.H); // 확산·정반사 계수를 계산한다. float diffFactor = max(dot(N, L), 0); float specFactor = pow(max(dot(N, H), 0), specExponent); // 광원 색을 제한한다. max는 성분별로 적용된다. float3 lightColor = max(input.lightColor, 0); // 실효 조명 색을 계산한다. float3 diffColor = lightColor * diffFactor + ambientLightColor; float3 specColor = lightColor * specFactor; // 색을 합한다. HLSL은 벡터 일부를 마치 벡터의 '멤버'처럼 // 접근할 수 있는 매우 유연한 스위즐링 시스템을 제공한다. float4 result = matDiff; // 확산 맵의 RGB와 불투명도 result.rgb *= diffColor; // 확산광+환경광을 곱한다. result.rgb += matSpec.rgb * specColor; // 맵 알파를 무시하고 정반사를 더한다. // 상수를 곱한 뒤 출력한다. return result * constantColor; }

// 메시 입력 struct Input { float4 pos : POSITION; // 모델 공간 위치 float3 normal : NORMAL; // 모델 공간 정점 법선 float2 uv : TEXCOORD0; // 확산·정반사 맵의 텍스처 좌표 }; // 정점 셰이더 출력 struct Output { float4 clipPos : POSITION; // 클립 공간 위치 float2 uv : TEXCOORD0; // 확산·정반사 맵의 텍스처 좌표 float3 normal : TEXCOORD1; // 카메라 공간 정점 법선 float3 L : TEXCOORD2; // 카메라 공간에서 광원을 향하는 벡터 float3 H : TEXCOORD3; // 카메라 공간 하프웨이 벡터 float3 lightColor: TEXCOORD4; // 광원 색과 감쇠 계수 }; // 모델→뷰 변환 행렬('모델뷰' 행렬) uniform float4x4 modelToView; // 클립 행렬('투영' 행렬) uniform float4x4 viewToClip; // 뷰 공간 무지향성 광원 위치. w에는 감쇠 반지름의 역수. uniform float4 omniPosAndInvRad; // 감쇠 전 무지향성 광원 색 uniform float3 omniColor; // 정점 셰이더 본체 Output main(Input input) { Output output; // 정점 위치를 뷰 공간으로 변환한다. float4 vPos = mul(input.pos, modelToView); // 그리고 클립 공간으로 변환한다. 클립 행렬의 구조는 흔히 단순하므로, // 이를 활용하여 벡터 연산의 수를 줄일 수 있다. output.clipPos = mul(vPos, viewToClip); // 법선을 카메라 공간으로 변환한다. w를 0으로 설정하여 float4로 // '승격'하므로 평행이동을 받는다. output.normal = mul(float4(input.normal, 0), modelToView); // 광원을 향하는 벡터를 계산한다. float3 L = omniPosAndInvRad.xyz - vPos; // 정규화하고, 나중에 감쇠에 쓸 거리를 보관한다. float dist = length(L); output.L = L / dist; // 시선 벡터와 하프웨이 벡터를 계산한다. // 정의상 뷰 공간에서 시점 위치는 원점이다. float3 V = normalize(-vPos); output.H = normalize(V + output.L); // 감쇠 계수를 계산한다. 여기서는 0으로 제한하지 않고 // 픽셀 셰이더에서 제한한다. 큰 다각형의 한가운데서 감쇠값이 // 0에 도달할 때 이 점이 중요하다. float attenFactor = 1 - dist * omniPosAndInvRad.w; output.lightColor = omniColor * attenFactor; // UV를 수정 없이 전달한다. output.uv = input.uv; return output; }

// 메시 입력 struct Input { float4 pos : POSITION; // 모델 공간 위치 float3 normal : NORMAL; // 모델 공간 정점 법선 float2 uv : TEXCOORD0; // 확산·정반사 맵의 텍스처 좌표 }; // 정점 셰이더 출력 struct Output { float4 clipPos : POSITION; // 클립 공간 위치 float2 uv : TEXCOORD0; // 확산·정반사 맵의 텍스처 좌표 float3 diffColor: TEXCOORD1; // 확산 조명 RGB float3 specColor: TEXCOORD2; // 정반사 조명 RGB }; // 모델→클립 변환 행렬 uniform float4x4 modelToClip; // 모델 공간 무지향성 광원 위치. w에는 감쇠 반지름의 역수. uniform float4 omniPosAndInvRad; // 감쇠 전 무지향성 광원 색 uniform float3 omniColor; // 일정한 환경광 색 uniform float3 ambientLightColor; // 모델 공간 시점 위치 uniform float3 viewPos; // 재질의 광택도(퐁 지수) uniform float specExponent; // 정점 셰이더 본체 Output main(Input input) { Output output; // 정점 위치를 클립 공간으로 변환한다. output.clipPos = mul(input.pos, modelToClip); // 광원을 향하는 벡터를 계산한다. float L = omniPosAndInvRad.xyz - input.pos; // 정규화하고, 나중에 감쇠에 쓸 거리를 보관한다. float dist = length(L); L /= dist; // 시선 벡터와 하프웨이 벡터를 계산한다. float3 V = normalize(viewPos - input.pos); float3 H = normalize(V + L); // 감쇠를 적용한 광원 색을 계산한다. float3 lightColor = omniColor * max(1 - dist * omniPosAndInvRad.w, 0); // 확산·정반사 계수를 계산한다. float diffFactor = max(dot(input.normal, L), 0); float specFactor = pow(max(dot(input.normal, H), 0), specExponent); // 실효 조명 색을 계산한다. output.diffColor = lightColor * diffFactor + ambientLightColor; output.specColor = lightColor * specFactor; // 제공된 UV 좌표를 수정 없이 전달한다. output.uv = input.uv; return output; }

// 정점 셰이더에서 온 보간된 입력 struct Input { float2 uv : TEXCOORD0; // 확산·정반사 맵의 텍스처 좌표 float3 diffColor: TEXCOORD1; // 확산 조명 RGB float3 specColor: TEXCOORD2; // 정반사 조명 RGB }; // 전역 상수 RGB와 불투명도 uniform float4 constantColor; // 확산·정반사 맵 샘플러. 두 맵은 같은 방식으로 매핑되어 // 동일한 UV 좌표를 쓴다고 가정한다. sampler2D diffuseMap; sampler2D specularMap; // 픽셀 셰이더 본체 float4 main(Input input) : COLOR { // 텍셀을 가져와 재질 색을 구한다. float4 materialDiff = tex2D(diffuseMap, input.uv); float4 materialSpec = tex2D(specularMap, input.uv); // 색을 합한다. HLSL은 벡터 일부를 마치 벡터의 '멤버'처럼 // 접근할 수 있는 매우 유연한 스위즐링 시스템을 제공한다. float4 result = materialDiff; // 확산 맵에서 RGB와 불투명도를 모두 가져온다. result.rgb *= input.diffColor; // 확산광+환경광을 곱한다. result.rgb += materialSpec.rgb * input.specColor; // 맵 알파를 무시하고 정반사를 더한다. // 상수를 곱한 뒤 출력한다. return result * constantColor; }

// 메시 입력 struct Input { float4 pos : POSITION; // 모델 공간 위치 float3 normal : NORMAL; // 모델 공간 정점 법선 float2 uv : TEXCOORD0; // 확산·정반사 맵의 텍스처 좌표 }; // 정점 셰이더 출력 struct Output { float4 clipPos : POSITION; // 클립 공간 위치 float2 uv : TEXCOORD0; // 확산·정반사 맵의 텍스처 좌표 float3 diffColor: TEXCOORD1; // 확산 조명 RGB float3 specColor: TEXCOORD2; // 정반사 조명 RGB }; // 모델→클립 변환 행렬 uniform float4x4 modelToClip; // 모델 공간의 세 광원 방향. 빛이 진행하는 방향의 반대를 가리킨다. uniform float3 lightDir[3]; // 세 광원의 RGB 색 uniform float3 lightColor[3]; // 일정한 환경광 색 uniform float3 ambientLightColor; // 모델 공간 시점 위치 uniform float3 viewPos; // 재질의 광택도(퐁 지수) uniform float specExponent; // 정점 셰이더 본체 Output main(Input input) { Output output; // 정점 위치를 클립 공간으로 변환한다. output.clipPos = mul(input.pos, modelToClip); // V 벡터를 계산한다. float3 V = normalize(viewPos - input.pos); // 누적값을 초기화한다. output.diffColor = ambientLightColor; output.specColor = 0; // 광원들을 합산한다. 컴파일러는 '보통' 이런 작은 루프를 잘 펼치지만, // 가장 빠른 코드를 보장하려면 컴파일러에 의존하지 않고 // 직접 루프를 펼치는 편이 가장 좋다. for (int i = 0; i < 3; ++i) { // 람베르트 항을 계산하고 확산 기여분을 더한다. float nDotL = dot(input.normal, lightDir[i]); output.diffColor += max(nDotL, 0) * lightColor[i]; // 하프웨이 벡터를 계산한다. float3 H = normalize(V + lightDir[i]); // 정반사 기여분을 더한다. float nDotH = dot(input.normal, H); float s = pow(max(nDotH, 0), specExponent); output.specColor += s * lightColor[i]; } // 제공된 UV 좌표를 수정 없이 전달한다. output.uv = input.uv; return output; }

// 메시 입력 struct Input { float4 pos : POSITION; // 모델 공간 위치 float3 normal : NORMAL; // 모델 공간 정점 법선 float4 tangentDet: TANGENT; // 모델 공간 접선, w에는 행렬식 float2 uv : TEXCOORD0; // 확산·정반사 맵의 텍스처 좌표 }; // 정점 셰이더 출력 struct Output { float4 clipPos : POSITION; // 클립 공간 위치 float2 uv : TEXCOORD0; // 모든 맵의 텍스처 좌표 float3 L : TEXCOORD1; // 접선 공간에서 광원을 향하는 벡터 float3 H : TEXCOORD2; // 접선 공간 하프웨이 벡터 float3 lightColor: TEXCOORD3; // 광원 색과 감쇠 계수 }; // 모델→클립 변환 행렬 uniform float4x4 modelToClip; // 모델 공간 무지향성 광원 위치. w에는 감쇠 반지름의 역수. uniform float4 omniPosAndInvRad; // 감쇠 전 무지향성 광원 색 uniform float3 omniColor; // 모델 공간 시점 위치 uniform float3 viewPos; // 정점 셰이더 본체 Output main(Input input) { Output output; // 정점 위치를 클립 공간으로 변환한다. output.clipPos = mul(input.pos, modelToClip); // 모델 공간에서 광원을 향하는 벡터를 계산한다. float3 L_model = omniPosAndInvRad.xyz - input.pos.xyz; // 정규화하고, 나중에 감쇠에 쓸 거리를 보관한다. float dist = length(L_model); float3 L_model_norm = L_model / dist; // 시선 벡터와 하프웨이 벡터를 계산한다. float3 V_model = normalize(viewPos - input.pos); float3 H_model = normalize(V_model + L_model_norm); // 세 번째 기저 벡터를 복원한다. float3 binormal = cross(input.normal, input.tangentDet.xyz) * input.tangentDet.w; // 조명 관련 벡터들을 접선 공간으로 회전시킨다. output.L.x = dot(L_model, input.tangentDet.xyz); output.L.y = dot(L_model, binormal); output.L.z = dot(L_model, input.normal); output.H.x = dot(H_model, input.tangentDet.xyz); output.H.y = dot(H_model, binormal); output.H.z = dot(H_model, input.normal); // 범위를 제한하지 않은 색과 감쇠 계수를 계산한다. float attenFactor = 1 - dist * omniPosAndInvRad.w; output.lightColor = omniColor * attenFactor; // 매핑 좌표를 수정 없이 전달한다. output.uv = input.uv; return output; }

// 정점 셰이더에서 온 보간된 입력 struct Input { float2 uv : TEXCOORD0; // 모든 맵의 텍스처 좌표 float3 L : TEXCOORD1; // 접선 공간에서 광원을 향하는 벡터 float3 H : TEXCOORD2; // 접선 공간 하프웨이 벡터 float3 lightColor: TEXCOORD3; // 광원 색과 감쇠 계수 }; // 전역 상수 RGB와 불투명도 uniform float4 constantColor; // 일정한 환경광 색 uniform float3 ambientLightColor; // 재질의 광택도(퐁 지수) uniform float specExponent; // 확산·정반사·노멀 맵 샘플러 sampler2D diffuseMap; sampler2D specularMap; sampler2D normalMap; // 픽셀 셰이더 본체 float4 main(Input input) : COLOR { // 텍셀을 가져와 재질 색을 구한다. float4 matDiff = tex2D(diffuseMap, input.uv); float4 matSpec = tex2D(specularMap, input.uv); // 접선 공간 법선을 디코딩한다. float3 N = tex2D(normalMap, input.uv).rgb * 2 - 1; // 보간된 조명 벡터들을 정규화한다. float3 L = normalize(input.L); float3 H = normalize(input.H); // 확산·정반사 계수를 계산한다. float diffFactor = max(dot(N, L), 0); float specFactor = pow(max(dot(N, H), 0), specExponent); // 광원 색과 감쇠의 범위를 제한한다. float3 lightColor = max(input.lightColor, 0); // 실효 조명 색을 계산한다. float3 diffColor = lightColor * diffFactor + ambientLightColor; float3 specColor = lightColor * specFactor; // 색을 합한다. float4 result = matDiff; // 확산 맵의 RGB와 불투명도 result.rgb *= diffColor; // 확산광+환경광을 곱한다. result.rgb += matSpec.rgb * specColor; // 맵 알파를 무시하고 정반사를 더한다. // 상수를 곱한 뒤 출력한다. return result * constantColor; }

// 메시 입력 struct Input { float4 pos : POSITION; // 바인딩 포즈의 모델 공간 위치 float3 normal : NORMAL; // 같은 포즈의 모델 공간 정점 법선 byte4 bones : BLENDINDICES; // 본 인덱스. 사용하지 않는 항목은 0. float4 weight : BLENDWEIGHT; // 혼합 가중치. 사용하지 않는 항목은 0. float2 uv : TEXCOORD0; // 확산·정반사 맵의 텍스처 좌표 }; // 정점 셰이더 출력 struct Output { float4 clipPos : POSITION; // 래스터화용 클립 공간 위치 float2 uv : TEXCOORD0; // 확산·정반사 맵의 텍스처 좌표 float3 normal : TEXCOORD1; // 모델 공간 정점 법선 float3 modelPos : TEXCOORD2; // 조명 계산용 모델 공간 위치 }; // 모델→클립 변환 행렬 uniform float4x4 modelToClip; // 임의로 본의 최대 수를 정한다. #define MAX_BONES 40 // 각 본의 '바인딩 포즈→현재 포즈' 행렬 배열. // 4×3 행렬이지만 맨 오른쪽 열이 [0,0,0,1]인 4×4 행렬로 해석한다. // 기본 저장 방식이 열 우선(column major)이라고 가정한다. // 즉 각 열은 4차원 레지스터에 저장되므로 행렬마다 레지스터 세 개가 필요하다. uniform float4x3 boneMatrix[MAX_BONES]; // 정점 셰이더 본체 Output main(Input input) { Output output; // 혼합 행렬을 만든다. 대부분의 정점이 더 적은 본을 쓰더라도 // 항상 네 본을 혼합한다. 조건문으로 불필요한 계산을 건너뛰는 것과, // 모든 계산을 수행하는 것 중 어느 쪽이 더 빠른지는 하드웨어에 달려 있다. // 후자는 어셈블러가 명령 지연을 숨기도록 쉽게 스케줄링할 수 있다. float4x3 blendedMat = boneMatrix[input.bones.x] * input.weight.x + boneMatrix[input.bones.y] * input.weight.y + boneMatrix[input.bones.z] * input.weight.z + boneMatrix[input.bones.w] * input.weight.w; // 스키닝으로 위치와 법선을 바인딩 포즈에서 현재 포즈로 변환한다. // 행렬 곱의 차원은 [1×3] = [1×4] × [4×3]이다. output.modelPos = mul(input.pos, blendedMat); output.normal = mul(float4(input.normal, 0), blendedMat); output.normal = normalize(output.normal); // 정점 위치를 클립 공간으로 변환한다. output.clipPos = mul(float4(output.modelPos, 1), modelToClip); // UV를 그대로 전달한다. output.uv = input.uv; return output; }

// 메시 입력 struct Input { float4 pos : POSITION; // 바인딩 포즈의 모델 공간 위치 float3 normal : NORMAL; // 모델 공간 정점 법선 float4 tangentDet: TANGENT; // 모델 공간 접선, w에는 행렬식 byte4 bones : BLENDINDICES; // 본 인덱스. 사용하지 않는 항목은 0. float4 weight : BLENDWEIGHT; // 혼합 가중치. 사용하지 않는 항목은 0. float2 uv : TEXCOORD0; // 확산·정반사 맵의 텍스처 좌표 }; // 정점 셰이더 출력 struct Output { float4 pos : POSITION; // 클립 공간 위치 float2 uv : TEXCOORD0; // 모든 맵의 텍스처 좌표 float3 L : TEXCOORD1; // 접선 공간에서 광원을 향하는 벡터 float3 H : TEXCOORD2; // 접선 공간 하프웨이 벡터 float3 lightColor: TEXCOORD3; // 광원 색과 감쇠 계수 }; // 모델→클립 변환 행렬 uniform float4x4 modelToClip; // 각 본의 '바인딩 포즈→현재 포즈' 행렬 배열 #define MAX_BONES 40 uniform float4x3 boneMatrix[MAX_BONES]; // 모델 공간 무지향성 광원 위치. w에는 감쇠 반지름의 역수. uniform float4 omniPosAndInvRad; // 감쇠 전 무지향성 광원 색 uniform float3 omniColor; // 모델 공간 시점 위치 uniform float3 viewPos; // 정점 셰이더 본체 Output main(Input input) { Output output; // 혼합 행렬을 만든다. float4x3 blendedMat = boneMatrix[input.bones.x] * input.weight.x + boneMatrix[input.bones.y] * input.weight.y + boneMatrix[input.bones.z] * input.weight.z + boneMatrix[input.bones.w] * input.weight.w; // 스키닝하여 현재 포즈의 모델 공간 값을 구한다. float3 pos = mul(input.pos, blendedMat); float3 normal = normalize(mul(float4(input.normal, 0), blendedMat)); float3 tangent = normalize(mul(float4(input.tangentDet.xyz, 0), blendedMat)); // 정점 위치를 클립 공간으로 변환한다. output.pos = mul(float4(pos, 1), modelToClip); // 모델 공간에서 광원을 향하는 벡터를 계산한다. float3 L_model = omniPosAndInvRad.xyz - pos; // 정규화하고, 나중에 감쇠에 쓸 거리를 보관한다. float dist = length(L_model); float3 L_model_norm = L_model / dist; // 시선 벡터와 하프웨이 벡터를 계산한다. float3 V_model = normalize(viewPos - pos); float3 H_model = normalize(V_model + L_model_norm); // 세 번째 기저 벡터를 복원한다. float3 binormal = cross(normal, tangent) * input.tangentDet.w; // 조명 관련 벡터들을 접선 공간으로 회전시킨다. output.L.x = dot(L_model, tangent); output.L.y = dot(L_model, binormal); output.L.z = dot(L_model, normal); output.H.x = dot(H_model, tangent); output.H.y = dot(H_model, binormal); output.H.z = dot(H_model, normal); // 범위를 제한하지 않은 색과 감쇠 계수를 계산한다. float attenFactor = 1 - dist * omniPosAndInvRad.w; output.lightColor = omniColor * attenFactor; // 매핑 좌표를 수정 없이 전달한다. output.uv = input.uv; return output; }