数学函数 Mathematical Functions
函数 | 功能描述 |
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abs(x) | 返回输入参数的绝对值 |
acos(x) | 反余切函数,输入参数x范围为[-1,1], 返回[0,π]区间的角度值 |
all(x) | 如果输入参数x的分量均不为0,则返回true;否则返回false。 |
any(x) | 输入参数x只要有其中一个分量不为0,则返回true,否则返回false。 |
asin(x) | 反正弦函数,输入参数取值区间为[-1,1],返回角度值范围为[–π/2, π/2]。 |
atan(x) | 反正切函数,返回角度值范围为[–π/2, π/2] |
atan2(y,x) | 计算y/x的反正切值。实际上和atan(x)函数功能完全一样,输入参数不同。atan(x) = atan2(x, float(1))。 |
ceil(x) | 对输入参数向上取整。例如: ceil(float(1.3)) ,其返回值为2.0 |
clamp(x,a,b) | 如果x值小于a,则返回a;如果x值大于b,返回b;否则,返回x。 |
cos(x) | 返回弧度x的余弦值。返回值范围为[-1,1] |
cosh(x) | 双曲余弦(hyperbolic cosine)函数,计算x的双曲余弦值。 |
cross(A,B) | 返回两个三元向量的叉积(cross product)。注意,输入参数必须是三元向量! |
degrees(x) | 输入参数为弧度值(radians),函数将其转换为角度值(degrees) |
determinant(m) | 计算矩阵的行列式因子。 |
dot(A,B) | 返回A和B的点积(dot product)。参数A和B可以是标量,也可以是向量(输入参数方面,点积和叉积函数有很大不同)。 |
exp(x) | e的x次方,e=2.71828182845904523536 |
exp2(x) | 2的x次方 |
floor(x) | 对输入参数向下取整。例如floor(float(1.3))返回的值为1.0;但是floor(float(-1.3))返回的值为-2.0。该函数与ceil(x)函数相对应。 |
fmod(x,y) | 返回x/y的余数。如果y为0,结果不可预料。 |
frac(x) | 返回标量或矢量的小数 |
frexp(x, out i) | 将浮点数x分解为尾数和指数,即, 返回m,并将指数存入i中;如果x为0,则尾数和指数都返回0 |
isfinite(x) | 判断标量或者向量中的每个数据是否是有限数,如果是返回true;否则返回false; |
isinf(x) | 判断标量或者向量中的每个数据是否是无限,如果是返回true;否则返回false; |
isnan(x) | 判断标量或者向量中的每个数据是否是非数据(not-a-number NaN),如果是返回true;否则返回false; |
ldexp(x, n) | x乘以2的n次方 |
lerp(a, b, f) | (1 – f )* a + b * f。即在下限a和上限b之间进行插值,f表示权值。注意,如果a和b是向量,则权值f必须是标量或者等长的向量。 |
lit(NdotL, NdotH, m) | N表示法向量;L表示入射光向量H表示半角向量;m表示高光系数。 函数计算环境光、散射光、镜面光的贡献,返回的4元向量。 X位表示环境光的贡献,Z位代表镜面光的贡献,如果 或者,则位0;否则为;W位始终位1.0 |
log(x) | 自然对数ln(x),x必须大于0 |
log2(x) | 基体2的对数x,x必须大于0 |
log10(x) | 基体10的对数的x,x必须大于0 |
max(a, b) | 比较两个标量或等长向量元素,返回最大值。 |
min(a,b) | 比较两个标量或等长向量元素,返回最小值。 |
modf(x, out ip) | 把x分解成整数和分数两部分,每部分都和x有着相同的符号,整数部分被保存在ip中,分数部分由函数返回 |
mul(M, N) | 矩阵M和矩阵N的积,计算方法如下 |
mul(M, v) | 矩阵M和列向量v的积,公式如下 |
mul(v, M) | 行向量v和矩阵M的积,公式如下 |
noise(x) | 根据它的参数类型,这个函数可以是一元、二元或三元噪音函数。返回的值在0和1之间,并且通常与给定的输入值一样 |
pow(x, y) | x的y次方 |
radians(x) | 函数将角度值转换为弧度值 |
round(x) | 返回四舍五入值。 |
rsqrt(x) | x的平方根的倒数,x必须大于0 |
saturate(x) | 把x限制到[0,1]之间 |
sign(x) | 如果x>0则返回1;x<0则返回0,否则为x |
sin(x) | 输入参数为弧度,计算正弦值,返回值范围 为[-1,1] |
sincos(float x, out s, out c) | 该函数是同时计算x的sin值和cos值,其中s=sin(x),c=cos(x)。该函数用于“同时需要计算sin值和cos值的情况”,比分别运算要快很多! |
sinh(x) | 计算x的双曲正弦 |
smoothstep(min, max, x) | 值x位于min、max区间中。如果x=min,返回0;如果x=max,返回1;如果x在两者之间,按照下列公式返回数据: |
step(a, x) | 如果x<a,返回0;x>=a,返回1 |
sqrt(x) | 求x的平方根,x必须大于0 |
tan(x) | 计算x正切值 |
tanh(x) | 计算x的双曲线切线 |
transpose(M) | 矩阵M的转置矩阵 如果M是一个AxB矩阵,M的转置是一个BxA矩阵,它的第一列是M的第一行,第二列是M的第二行,第三列是M的第三行,等等 |
几何函数 Geometric Functions
函数 | 功能描述 |
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distance(pt1, pt2) | 两点之间的欧几里德距离(Euclidean distance) |
faceforward(N,I,Ng) | 如果dot( Ng , I ) < 0,返回N;否则返回-N。 |
length(v) | 返回一个向量的模,即sqrt(dot(v,v)) |
normalize(v) | 返回v向量的单位向量 |
reflect(I, N) | 根据入射光线方向I和表面法向量N计算反射向量,仅对三元向量有效 |
refract(I,N,eta) | 根据入射光线方向I,表面法向量N和折射相对系数eta,计算折射向量。如果对给定的eta,I和N之间的角度太大,返回(0,0,0)。只对三元向量有效 |
贴图函数 Texture Map Functions
函数 | 功能描述 |
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tex1D(sampler1D tex, float s) | 一维纹理查询 |
tex1D(sampler1D tex, float s, float dsdx, float dsdy) | 使用导数值(derivatives)查询一维纹理 |
Tex1D(sampler1D tex, float2 sz) | 一维纹理查询,并进行深度值比较 |
Tex1D(sampler1D tex, float2 sz, float dsdx,float dsdy) | 使用导数值(derivatives)查询一维纹理, 并进行深度值比较 |
Tex1Dproj(sampler1D tex, float2 sq) | 一维投影纹理查询 |
Tex1Dproj(sampler1D tex, float3 szq) | 一维投影纹理查询,并比较深度值 |
Tex2D(sampler2D tex, float2 s) | 二维纹理查询 |
Tex2D(sampler2D tex, float2 s, float2 dsdx, float2 dsdy) | 使用导数值(derivatives)查询二维纹理 |
Tex2D(sampler2D tex, float3 sz) | 二维纹理查询,并进行深度值比较 |
Tex2D(sampler2D tex, float3 sz, float2 dsdx,float2 dsdy) | 使用导数值(derivatives)查询二维纹理,并进行深度值比较 |
Tex2Dproj(sampler2D tex, float3 sq) | 二维投影纹理查询 |
Tex2Dproj(sampler2D tex, float4 szq) | 二维投影纹理查询,并进行深度值比较 |
texRECT(samplerRECT tex, float2 s) | 二维非投影矩形纹理查询(OpenGL独有) |
texRECT (samplerRECT tex, float3 sz, float2 dsdx,float2 dsdy) | 二维非投影使用导数的矩形纹理查询(OpenGL独有) |
texRECT (samplerRECT tex, float3 sz) | 二维非投影深度比较矩形纹理查询(OpenGL独有) |
texRECT (samplerRECT tex, float3 sz, float2 dsdx,float2 dsdy) | 二维非投影深度比较并使用导数的矩形纹理查询(OpenGL独有) |
texRECT proj(samplerRECT tex, float3 sq) | 二维投影矩形纹理查询(OpenGL独有) |
texRECT proj(samplerRECT tex, float3 szq) | 二维投影矩形纹理深度比较查询(OpenGL独有) |
Tex3D(sampler3D tex, float s) | 三维纹理查询 |
Tex3D(sampler3D tex, float3 s, float3 dsdx, float3 dsdy) | 结合导数值(derivatives)查询三维纹理 |
Tex3Dproj(sampler3D tex, float4 szq) | 查询三维投影纹理,并进行深度值比较 |
texCUBE(samplerCUBE tex, float3 s) | 查询立方体纹理 |
texCUBE (samplerCUBE tex, float3 s, float3 dsdx, float3 dsdy) | 结合导数值(derivatives)查询立方体纹理 |
texCUBEproj (samplerCUBE tex, float4 sq) | 查询投影立方体纹理 |
导数函数 Derivative Functions
函数 | 功能描述 |
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ddx(a) | 近似a关于屏幕空间x轴的偏导数 |
ddy(a) | 近似a关于屏幕空间y轴的偏导数 |
调试函数 Debugging Function
函数 | 功能描述 |
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void debug(float4 x) | 如果在编译时设置了DEBUG,片段着 色程序中调用该函数可以将值x作为COLOR语义的最终输出;否则该函数什么也不做。 |
参考资料:
以上图分别来自shaderforge和nvidia