博客园_木木的二进制人生

Unreal Engine 3自定义Post Process Effect

2012-04-24T15:26:00Z

本文成于学习独行剑侠的一篇文章《Unreal Engine Shader编程基础》的过程中遇到的问题以及自己尝试的结果。

首先，要新建一个usf格式的文件，放到引擎根目录/Engine/Shaders目录中。这个是UE3中使用的Shader文件格式(大概就是unreal shader file的意思: )，其实也就是文本文件。我们写个最简单的Pixel Shader:

   1: // TestShader.usf   2:     3: float4 MainPS(float2 InUV : TEXCOORD0) : COLOR0   4: {   5:     return float4(InUV, 0, 1.0);   6: }

Shader代码写好后就要求我们按照Unreal的规则来创建对应的.cpp和/或.uc源文件，我们一步步来。

在Engine\Src项目目录下新建一个UnTestPixelShaderEffect.cpp文件，用来映射我们的TestPixelShader.usf。

   1: IMPLEMENT_CLASS(UTestEffect);   2:     3: class FTestPixelShader : public FGlobalShader   4: {   5:     DECLARE_SHADER_TYPE(FTestPixelShader, Global);   6: public:   7:     static UBOOL ShouldCache(EShaderPlatform Platform)   8:     {   9:         return TRUE;  10:     }  11:    12:     static void ModifyCompilationEnvironment(EShaderPlatform Platform,   13:                                              FShaderCompilerEnvironment& OutEnvironment)  14:     {  15:     }  16:    17:     FTestPixelShader()  18:     {  19:     }  20:    21:     FTestPixelShader(const ShaderMetaType::CompiledShaderInitializerType& Initializer)  22:     : FGlobalShader(Initializer)  23:     {  24:     }  25: };  26:    27: IMPLEMENT_SHADER_TYPE(, FTestPixelShader, TEXT("TestPixelShader"), TEXT("MainPS"), SF_Pixel, 0, 0);

DECLARE_SHADER_TYPE和IMPLEMENT_SHADER_TYPE宏分别用来声明和定义Shader。这是Shader不带参数的最简单的情况，如果Shader带参数还要在类中声明相应的FShaderParameter/FShaderResourceParameter参数。FGlobalShader还有一个重载函数virtual UBOOL Serialize(FArchive& Ar)用于序列化，我们这里没有用到所以不需要重写它。

在原文这里就要添加相应的绘制代码到引擎源文件中，出于简单测试目的我不是很想改动底层文件，于是我想能不能利用UE3的PostProcess来达到同样的目的。经过一番探索有了理想的结果。

要在UE3中使用Post Process首先要创建PostProcessChain，然后将相应的Post Process Effect连接到PostProcessChain。这里就要涉及到自定义Post Process Effect如何实现了。一个Post Process Effect的实现由三部分组成，.cpp文件, .uc文件以及.usf文件，其中usf和cpp文件我们在文章开头已经准备好。经过对UE3自带Post Process Effect的参考，需要创建TestEffect.uc文件以及修改UnTestShaderEffect.cpp文件。

在Engine/Src/Classes/PostProcess/项目目录创建TestEffect.uc。

   1: class TestEffect extends PostProcessEffect   2:     native;   3:     4: cpptext   5: {   6:     // UPostProcessEffect interface   7:     /**   8:      * Creates a proxy to represent the render info for a post process effect   9:      * @param WorldSettings - The world's post process settings for the view.  10:      * @return The proxy object.  11:      */  12:     virtual class FPostProcessSceneProxy* CreateSceneProxy(const FPostProcessSettings* WorldSettings);  13:    14:     /**  15:      * @param View - current view  16:      * @return TRUE if the effect should be rendered  17:      */  18:     virtual UBOOL IsShown(const FSceneView* View) const;  19:    20:     /**  21:     * Called after this instance has been serialized.  UberPostProcessEffect should only  22:     * ever exists in the SDPG_PostProcess scene  23:     */  24:     virtual void PostLoad();  25: }

然后修改UnTestPixelShader.cpp，在开头的代码之后添加如下代码：

   1: class FTestEffectPostProcessSceneProxy : public FPostProcessSceneProxy   2: {   3: public:   4:     /**    5:     * Initialization constructor.    6:     * @param InEffect - DOF post process effect to mirror in this proxy   7:     */   8:     FTestEffectPostProcessSceneProxy(const UTestEffect* InEffect,   9:                                      const FPostProcessSettings* WorldSettings);  10:    11:     /**  12:     * Render the post process effect  13:     * Called by the rendering thread during scene rendering  14:     * @param InDepthPriorityGroup - scene DPG currently being rendered  15:     * @param View - current view  16:     * @param CanvasTransform - same canvas transform used to render the scene  17:     * @param LDRInfo - helper information about SceneColorLDR  18:     * @return TRUE if anything was rendered  19:     */  20:     UBOOL Render(const FScene* Scene, UINT InDepthPriorityGroup,FViewInfo& View,  21:                  const FMatrix& CanvasTransform,FSceneColorLDRInfo& LDRInfo);  22: };  23:    24: FTestEffectPostProcessSceneProxy  25: ::FTestEffectPostProcessSceneProxy(const UTestEffect* InEffect,const FPostProcessSettings* WorldSettings)  26: : FPostProcessSceneProxy(InEffect)  27: {  28: }  29:    30: UBOOL FTestEffectPostProcessSceneProxy::Render(const FScene* Scene, UINT InDepthPriorityGroup,FViewInfo& View,  31:                                                const FMatrix& CanvasTransform,FSceneColorLDRInfo& LDRInfo)  32: {  33:     RHISetRenderTarget(GSceneRenderTargets.GetSceneColorSurface(), FSurfaceRHIRef());  34:    35:     GSceneRenderTargets.BeginRenderingSceneColor();  36:    37:     TShaderMapRef<FScreenVertexShader>  TestVertexShader( GetGlobalShaderMap() );  38:     TShaderMapRef<FTestPixelShader>     TestPixelShader( GetGlobalShaderMap() );  39:    40:     RHISetViewport( 0, 0, 0.0f, View.RenderTargetX + View.RenderTargetSizeX,   41:                                 View.RenderTargetY + View.RenderTargetSizeY, 1.0f );  42:     RHISetViewParameters(View);  43:    44:     static FGlobalBoundShaderState TestBoundState;  45:     SetGlobalBoundShaderState(   46:         TestBoundState,  47:         GFilterVertexDeclaration.VertexDeclarationRHI,  48:         *TestVertexShader,  49:         *TestPixelShader,  50:         sizeof(sizeof(FFilterVertex))  51:         );  52:    53:     DrawDenormalizedQuad(  54:         View.RenderTargetX, View.RenderTargetY,  55:         View.RenderTargetSizeX, View.RenderTargetSizeY,  56:         View.RenderTargetX, View.RenderTargetY,  57:         View.RenderTargetSizeX, View.RenderTargetSizeY,  58:         View.RenderTargetSizeX, View.RenderTargetSizeY,  59:         GSceneRenderTargets.GetBufferSizeX(), GSceneRenderTargets.GetBufferSizeY()  60:         );  61:    62:     GSceneRenderTargets.FinishRenderingSceneColor();  63:    64:     return TRUE;  65: }  66:    67: FPostProcessSceneProxy* UTestEffect::CreateSceneProxy(const FPostProcessSettings* WorldSettings)  68: {  69:     return new FTestEffectPostProcessSceneProxy(this, WorldSettings);  70: }  71:    72: UBOOL UTestEffect::IsShown(const FSceneView* View) const  73: {  74:     return Super::IsShown(View);  75: }  76:    77: void UTestEffect::PostLoad()  78: {  79:     Super::PostLoad();  80: }

完成之后先运行一遍Editor，引擎会解析TestEffect.uc然后在EngineClasses.h头文件中添加对应的native类定义。之后完整编译整个项目。重新打开Editor，新建一个PostProcessChain，命名为TestEffect，双击打开，在Post Process编辑器中右键可以看到菜单底部有我们自定义的TestEffect，将它连接到默认的SceneRenderTarget上，保存PostProcessChain，然后选中它。

打开任意一张地图，进入View->World Properties菜单项，点击World Post Process Chain栏旁的箭头按钮赋予我们选中的TestEffect，如果一切正常，结果应该类似这样：

至此一个简单的自定义Post Process Effect就完成了^_^。

更新:带参数的Shader

昨天试验过不带参数的简单Shader之后，今天尝试了添加Shader参数的支持。

首先我们在TestPixelShader.usf文件中添加一个变量：

   1: // TestShader.usf   2: float4 ShadingColor;   3:     4: float4 MainPS(float2 InUV : TEXCOORD0) : COLOR0   5: {   6:     return float4(InUV, 0, 1.0) + ShadingColor;   7: }

简单的进行颜色叠加。

然后我们在TestEffect.uc文件中添加一个编辑器变量以便我们在运行时更改Shader参数进行测试。

1: var() Vector ShadingColor;

在defaultproperties块中给一个默认值：

   1: defaultproperties   2: {   3:     ShadingColor = (X=0.0f, Y=0.0f, Z=0.0f)   4: }

保存文件，在这时运行一下Editor，让EngineClass中UTestShaderEffect的声明得到更新。现在来修改UnTestPixelShader.cpp文件。

先在FTestPixelShader类中声明一个FShaderParameter变量:

1: FShaderParameter ShadingColorParameters;

因为这一次我们用到了Shader参数，所以要重写FGlobalShader基类的Serialize(FArchive& Ar)方法：

   1: virtual UBOOL Serialize(FArchive& Ar)   2: {   3:     UBOOL bShaderHasOutdatedParameters = FShader::Serialize(Ar);   4:     Ar << ShadingColorParameters;   5:     6:     return bShaderHasOutdatedParameters;   7: }

然后在构造函数中绑定我们的Shader参数：

   1: FTestPixelShader(const ShaderMetaType::CompiledShaderInitializerType& Initializer)   2: : FGlobalShader(Initializer)   3: {   4:     ShadingColorParameters.Bind(Initializer.ParameterMap, TEXT("ShadingColor"), TRUE);   5: }

之后，在FTestEffectPostProcessSceneProxy类中定义一个用来传入Shader的变量FVector ShadingColor，在FTestEffectPostProcessSceneProxy构造函数中接收来自Post Process编辑器中用户指定的ShadingColor值。

   1: FTestEffectPostProcessSceneProx   2: y::FTestEffectPostProcessSceneProxy(const UTestEffect* InEffect,const FPostProcessSettings* WorldSettings)   3: : FPostProcessSceneProxy(InEffect)   4: {   5:     ShadingColor = InEffect->ShadingColor;   6: }

最后，我们需要将接收到的Shader参数实际应用到Shader中，在FTestEffectPostProcessSceneProxy::Render函数的SetGlobalBoundShaderState后面添加以下代码：

   1: SetPixelShaderValues(   2:     TestPixelShader->GetPixelShader(),   3:     TestPixelShader->ShadingColorParameters,   4:     &ShadingColor,   5:     1);

这样，编辑器中的ShadingColor参数就和Shader文件中的ShadingColor变量建立了联系，现在启动Editor来进行测试。

加载任意一张地图，打开内容浏览器找到上次创建TestEffect PostProcessChain，双击打开，在Post Process编辑器中选中它，我们可以发现编辑中已经可以看到我们定义的Shading Color变量了。

随便改一下试试，比如把X改成1.0，然后将将PostProcessChain赋予场景观察结果：

Bingo！运行正常~

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关于“应用程序无法正常启动(0xc000007b)。请单击“确定”关闭应用程序。”

2012-03-30T21:16:00Z

最近换了新电脑，赶时髦装上了Win7 x64旗舰版，以前一直用x86系统，换到x64之后使用上没有遇到过啥问题，直到今天，要调试以前的一份老代码，在原来的Win7 x86下可以正常运行，但是今天启动程序的时候，一直报“应用程序无法正常启动(0xc000007b)。请单击“确定”关闭应用程序。”，我以为是简单的运行时问题，于是又重新编译了一遍(Win32模式），结果问题依旧，上网搜索良久也无甚收获，说得最多的就是一些硬盘版游戏启动时遇到这种错误，但是和我的情况不尽相同。折腾了一下午，没法了，只有曲线救国装了个虚拟机运行Win7 x86，然后来调试代码。

虚拟机系统装好以后，我试着运行了一下程序，结果提示libmysql.dll找不到，我这才想起来MySql忘装了，装上MySql，程序顺利运行起来。就在这么一刹那，灵光一闪，我突然好像想到了什么，因为本机装的Win7 x64，所以安装的程序我都尽量找x64版本的，MySql也不例外，莫非就是这个DLL版本的问题？我赶紧把虚拟机里装好的x86 MySql的libmysql.dll拷贝到我的程序目录下，运行，bingo！一切正常了！

才用上x64系统做开发，经验不足啊，因为一时疏忽，忘记了这种导致错误的可能性，Win32程序可以在Win64下运行，但是一定得有对应版本的DLL才行，否则就是“当！”的一声在脑海里回响纠结一下午……

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【转】齐次坐标的理解

2010-08-23T06:46:00Z

一直对齐次坐标这个概念的理解不够彻底，只见大部分的书中说道“齐次坐标在仿射变换中非常的方便”，然后就没有了后文，今天在一个叫做“三百年重生”的博客上看到一篇关于透视投影变换的探讨的文章，其中有对齐次坐标有非常精辟的说明，特别是针对这样一句话进行了有力的证明：“齐次坐标表示是计算机图形学的重要手段之一，它既能够用来明确区分向量和点，同时也更易用于进行仿射（线性）几何变换。”—— F.S. Hill, JR。

由于作者对齐次坐标真的解释的不错，我就原封不动的摘抄过来：

对于一个向量v以及基oabc，可以找到一组坐标(v1,v2,v3)，使得v = v1 a + v2 b + v3 c （1）

而对于一个点p，则可以找到一组坐标（p1,p2,p3），使得 p – o = p1 a + p2 b + p3 c （2），

从上面对向量和点的表达，我们可以看出为了在坐标系中表示一个点（如p），我们把点的位置看作是对这个基的原点o所进行的一个位移，即一个向量——p – o（有的书中把这样的向量叫做位置向量——起始于坐标原点的特殊向量），我们在表达这个向量的同时用等价的方式表达出了点p：p = o + p1 a + p2 b + p3 c (3)

(1)(3)是坐标系下表达一个向量和点的不同表达方式。这里可以看出，虽然都是用代数分量的形式表达向量和点，但表达一个点比一个向量需要额外的信息。如果我写出一个代数分量表达(1, 4, 7)，谁知道它是个向量还是个点！

我们现在把（1）（3）写成矩阵的形式：v = (v1 v2 v3 0) X (a b c o)

p = (p1 p2 p3 1) X (a b c o),这里(a,b,c,o)是坐标基矩阵，右边的列向量分别是向量v和点p在基下的坐标。这样，向量和点在同一个基下就有了不同的表达：3D向量的第4个代数分量是0，而3D点的第4个代数分量是1。像这种这种用4个代数分量表示3D几何概念的方式是一种齐次坐标表示。

这样，上面的(1, 4, 7)如果写成（1,4,7,0），它就是个向量；如果是(1,4,7,1)，它就是个点。下面是如何在普通坐标(Ordinary Coordinate)和齐次坐标(Homogeneous Coordinate)之间进行转换：

(1)从普通坐标转换成齐次坐标时

如果(x,y,z)是个点，则变为(x,y,z,1);

如果(x,y,z)是个向量，则变为(x,y,z,0)

(2)从齐次坐标转换成普通坐标时

如果是(x,y,z,1)，则知道它是个点，变成(x,y,z);

如果是(x,y,z,0)，则知道它是个向量，仍然变成(x,y,z)

以上是通过齐次坐标来区分向量和点的方式。从中可以思考得知，对于平移T、旋转R、缩放S这3个最常见的仿射变换，平移变换只对于点才有意义，因为普通向量没有位置概念，只有大小和方向.

而旋转和缩放对于向量和点都有意义，你可以用类似上面齐次表示来检测。从中可以看出，齐次坐标用于仿射变换非常方便。

此外，对于一个普通坐标的点P=(Px, Py, Pz)，有对应的一族齐次坐标(wPx, wPy, wPz, w)，其中w不等于零。比如，P(1, 4, 7)的齐次坐标有(1, 4, 7, 1)、（2, 8, 14, 2）、（-0.1, -0.4, -0.7, -0.1）等等。因此，如果把一个点从普通坐标变成齐次坐标，给x,y,z乘上同一个非零数w，然后增加第4个分量w；如果把一个齐次坐标转换成普通坐标，把前三个坐标同时除以第4个坐标，然后去掉第4个分量。

由于齐次坐标使用了4个分量来表达3D概念，使得平移变换可以使用矩阵进行，从而如F.S. Hill, JR所说，仿射（线性）变换的进行更加方便。由于图形硬件已经普遍地支持齐次坐标与矩阵乘法，因此更加促进了齐次坐标使用，使得它似乎成为图形学中的一个标准。

以上很好的阐释了齐次坐标的作用及运用齐次坐标的好处。其实在图形学的理论中，很多已经被封装的好的API也是很有研究的，要想成为一名专业的计算机图形学的学习者，除了知其然必须还得知其所以然。这样在遇到问题的时候才能迅速定位问题的根源，从而解决问题。

来源：http://www.cnblogs.com/csyisong/archive/2008/12/09/1351372.html

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