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05.着色器学习（二） 内建变量

参考地址：https://docs.godotengine.org/en/4.1/tutorials/shaders/shader_reference/shading_language.html

查找表（使用chatgpt辅助生成）

函数	描述	使用范例
radians	将角度转换为弧度。	vec_type angle_in_radians = radians(angle_in_degrees);
degrees	将弧度转换为角度。	vec_type angle_in_degrees = degrees(angle_in_radians);
sin	正弦。	vec_type sine_value = sin(angle);
cos	余弦。	vec_type cosine_value = cos(angle);
tan	正切。	vec_type tangent_value = tan(angle);
asin	反正弦。	vec_type angle = asin(value);
acos	反余弦。	vec_type angle = acos(value);
atan	反正切。	vec_type angle = atan(y_over_x);
atan (重载)	反正切。	vec_type angle = atan(y, x);
sinh	双曲正弦。	vec_type sinh_value = sinh(x);
cosh	双曲余弦。	vec_type cosh_value = cosh(x);
tanh	双曲正切。	vec_type tanh_value = tanh(x);
asinh	反双曲正弦。	vec_type x = asinh(value);
acosh	反双曲余弦。	vec_type x = acosh(value);
atanh	反双曲正切。	vec_type x = atanh(value);
pow	幂运算（如果 x < 0 或 x == 0 且 y <= 0，则结果未定义）。	vec_type result = pow(base, exponent);
exp	Base-e 指数函数。	vec_type result = exp(x);
exp2	Base-2 指数函数。	vec_type result = exp2(x);
log	自然对数函数。	vec_type result = log(x);
log2	Base-2 对数函数。	vec_type result = log2(x);
sqrt	平方根函数。	vec_type result = sqrt(x);
inversesqrt	平方根的倒数函数。	vec_type result = inversesqrt(x);
abs	绝对值函数（对于负数返回正值）。	vec_type result = abs(x);
abs (整数版本)	绝对值函数（对于负数返回正值）。	ivec_type result = abs(x);
sign	符号函数（正数返回1.0，负数返回-1.0，零返回0.0）。	vec_type result = sign(x);
sign (整数版本)	符号函数（正数返回1，负数返回-1，零返回0）。	ivec_type result = sign(x);
floor	向下取整函数。	vec_type result = floor(x);
round	四舍五入到最近的整数。	vec_type result = round(x);
roundEven	四舍五入到最近的偶数。	vec_type result = roundEven(x);
trunc	截断到整数。	vec_type result = trunc(x);
ceil	向上取整函数。	vec_type result = ceil(x);
fract	返回小数部分（等同于 x - floor(x)）。	vec_type result = fract(x);
mod	取模运算，返回除法余数。	vec_type result = mod(x, y);
mod (单个浮点数)	取模运算，返回除法余数。	vec_type result = mod(x, y);
modf	返回小数部分和整数部分。	vec_type fractional; vec_type integral; vec_type result = modf(x, integral);
min	返回两个值中的较小值。	vec_type result = min(a, b);
max	返回两个值中的较大值。	vec_type result = max(a, b);
clamp	将值限制在指定范围内。	vec_type result = clamp(x, min_value, max_value);
mix (浮点数版本)	线性插值，取值范围为 [a, b] 之间的值，c 为插值因子。	vec_type result = mix(a, b, c);
mix (向量版本)	线性插值，取值范围为 [a, b] 之间的值，c 为插值因子。	vec_type result = mix(a, b, condition_vector);
fma	执行融合乘加操作：(a * b + c)。	vec_type result = fma(a, b, c);
step	如果 b[i] < a[i]，返回 0.0，否则返回 1.0。	vec_type result = step(a, b);
step (浮点数版本)	如果 b < a，返回 0.0，否则返回 1.0。	vec_type result = step(a, b);
smoothstep	Hermite 插值，根据 c 在 [a, b] 范围内的位置进行插值。	vec_type result = smoothstep(a, b, c);
isnan	检查标量或向量组件是否为 NaN。	bvec_type result = isnan(x);
isinf	检查标量或向量组件是否为 INF。	bvec_type result = isinf(x);
floatBitsToInt	浮点到整数的位复制，无转换。	ivec_type result = floatBitsToInt(x);
floatBitsToUint	浮点到无符号整数的位复制，无转换。	uvec_type result = floatBitsToUint(x);
intBitsToFloat	整数到浮点的位复制，无转换。	vec_type result = intBitsToFloat(x);
uintBitsToFloat	无符号整数到浮点的位复制，无转换。	vec_type result = uintBitsToFloat(x);
length	计算向量的长度。	float result = length(x);
distance	计算向量之间的距离，即 length(a - b)。	float result = distance(a, b);
dot	计算两个向量的点积。	float result = dot(a, b);
cross	计算两个三维向量的叉积。	vec3 result = cross(a, b);
normalize	将向量归一化为单位长度。	vec_type result = normalize(x);
reflect	计算向量相对于法线的反射。	vec3 result = reflect(I, N);
refract	计算向量相对于法线的折射。	vec3 result = refract(I, N, eta);
faceforward	如果 dot(Nref, I) < 0，则返回 N，否则返回 -N。	vec_type result = faceforward(N, I, Nref);
matrixCompMult	矩阵分量乘法。	mat_type result = matrixCompMult(x, y);
outerProduct	外积矩阵。	mat_type result = outerProduct(column, row);
transpose	转置矩阵。	mat_type result = transpose(m);
determinant	计算矩阵的行列式。	float result = determinant(m);
inverse	计算矩阵的逆矩阵。	mat_type result = inverse(m);
lessThan	向量比较，如果 x[i] < y[i]，返回 true。	bvec_type result = lessThan(x, y);
greaterThan	向量比较，如果 x[i] > y[i]，返回 true。	bvec_type result = greaterThan(x, y);
lessThanEqual	向量比较，如果 x[i] <= y[i]，返回 true。	bvec_type result = lessThanEqual(x, y);
greaterThanEqual	向量比较，如果 x[i] >= y[i]，返回 true。	bvec_type result = greaterThanEqual(x, y);
equal	向量比较，如果 x[i] == y[i]，返回 true。	bvec_type result = equal(x, y);
notEqual	向量比较，如果 x[i] != y[i]，返回 true。	bvec_type result = notEqual(x, y);
any	如果向量的任何组件为 true，则返回 true。	bool result = any(x);
all	如果向量的所有组件为 true，则返回 true。	bool result = all(x);
not	反转布尔向量。	bvec_type result = not(x);
textureSize	获取纹理的大小。	ivec2 result = textureSize(s, lod);
textureSize	获取纹理的大小。	ivec3 result = textureSize(s, lod);
textureSize	获取纹理的大小。	ivec3 result = textureSize(s, lod);
textureSize	获取纹理的大小。	ivec2 result = textureSize(s, lod);
textureSize	获取纹理的大小。	ivec2 result = textureSize(s, lod);
textureQueryLod	计算用于采样纹理的细节级别。	vec2 result = textureQueryLod(s, p);
textureQueryLod	计算用于采样纹理的细节级别。	vec3 result = textureQueryLod(s, p);
textureQueryLod	计算用于采样纹理的细节级别。	vec2 result = textureQueryLod(s, p);
textureQueryLod	计算用于采样纹理的细节级别。	vec2 result = textureQueryLod(s, p);
textureQueryLevels	获取纹理的可访问细节级别数。	int result = textureQueryLevels(s);
textureQueryLevels	获取纹理的可访问细节级别数。	int result = textureQueryLevels(s);
textureQueryLevels	获取纹理的可访问细节级别数。	int result = textureQueryLevels(s);
textureQueryLevels	获取纹理的可访问细节级别数。	int result = textureQueryLevels(s);
texture	执行纹理读取。	gvec4_type result = texture(s, p, bias);
texture	执行纹理读取。	gvec4_type result = texture(s, p, bias);
texture	执行纹理读取。	gvec4_type result = texture(s, p, bias);
texture	执行纹理读取。	vec4 result = texture(s, p, bias);
texture	执行纹理读取。	vec4 result = texture(s, p, bias);
textureProj	执行带投影的纹理读取。	gvec4_type result = textureProj(s, p, bias);
textureProj	执行带投影的纹理读取。	gvec4_type result = textureProj(s, p, bias);
textureProj	执行带投影的纹理读取。	gvec4_type result = textureProj(s, p, bias);
textureLod	在自定义细节级别处执行纹理读取。	gvec4_type result = textureLod(s, p, lod);
textureLod	在自定义细节级别处执行纹理读取。	gvec4_type result = textureLod(s, p, lod);
textureLod	在自定义细节级别处执行纹理读取。	gvec4_type result = textureLod(s, p, lod);
textureLod	在自定义细节级别处执行纹理读取。	vec4 result = textureLod(s, p, lod);
textureLod	在自定义细节级别处执行纹理读取。	vec4 result = textureLod(s, p, lod);
textureProjLod	带有投影和自定义细节级别的纹理读取。	gvec4_type result = textureProjLod(s, p, lod);
textureProjLod	带有投影和自定义细节级别的纹理读取。	gvec4_type result = textureProjLod(s, p, lod);
textureProjLod	带有投影和自定义细节级别的纹理读取。	gvec4_type result = textureProjLod(s, p, lod);
textureGrad	带有显式梯度的纹理读取。	gvec4_type result = textureGrad(s, p, dPdx, dPdy);
textureGrad	带有显式梯度的纹理读取。	gvec4_type result = textureGrad(s, p, dPdx, dPdy);
textureGrad	带有显式梯度的纹理读取。	gvec4_type result = textureGrad(s, p, dPdx, dPdy);
textureGrad	带有显式梯度的纹理读取。	vec4 result = textureGrad(s, p, dPdx, dPdy);
textureGrad	带有显式梯度的纹理读取。	vec4 result = textureGrad(s, p, dPdx, dPdy);
textureProjGrad	执行带有投影/LOD和显式梯度的纹理读取。	gvec4_type result = textureProjGrad(s, p, dPdx, dPdy);
textureProjGrad	执行带有投影/LOD和显式梯度的纹理读取。	gvec4_type result = textureProjGrad(s, p, dPdx, dPdy);
textureProjGrad	执行带有投影/LOD和显式梯度的纹理读取。	gvec4_type result = textureProjGrad(s, p, dPdx, dPdy);
texelFetch	使用整数坐标提取单个纹理元素。	gvec4_type result = texelFetch(s, ivec2(p), lod);
texelFetch	使用整数坐标提取单个纹理元素。	gvec4_type result = texelFetch(s, ivec3(p), lod);
texelFetch	使用整数坐标提取单个纹理元素。	gvec4_type result = texelFetch(s, ivec3(p), lod);
textureGather	从纹理中聚集四个纹素。	gvec4_type result = textureGather(s, p, comps);
textureGather	从纹理中聚集四个纹素。	gvec4_type result = textureGather(s, p, comps);
textureGather	从纹理中聚集四个纹素。	vec4 result = textureGather(s, p, comps);
dFdx	使用局部差分计算相对于 x 窗口坐标的导数。	vec_type result = dFdx(p);
dFdxCoarse	使用局部差分基于当前片元邻居的值计算相对于 x 窗口坐标的导数。	vec_type result = dFdxCoarse(p);
dFdxFine	使用局部差分基于当前片元及其相邻片元的值计算相对于 x 窗口坐标的导数。	vec_type result = dFdxFine(p);
dFdy	使用局部差分计算相对于 y 窗口坐标的导数。	vec_type result = dFdy(p);
dFdyCoarse	使用局部差分基于当前片元邻居的值计算相对于 y 窗口坐标的导数。	vec_type result = dFdyCoarse(p);
dFdyFine	使用局部差分基于当前片元及其相邻片元的值计算相对于 y 窗口坐标的导数。	vec_type result = dFdyFine(p);
fwidth	x 和 y 方向上的绝对导数之和。	vec_type result = fwidth(p);
fwidthCoarse	x 和 y 方向上的绝对导数之和（基于粗糙差分）。	vec_type result = fwidthCoarse(p);
fwidthFine	x 和 y 方向上的绝对导数之和（基于精细差分）。	vec_type result = fwidthFine(p);
uint packHalf2x16 (vec2 v)	将两个 32 位浮点数转换为 16 位并打包成一个 32 位无符号整数，反之亦然。	uint packed = packHalf2x16(vec2(0.5, 0.75));
vec2 unpackHalf2x16 (uint v)	将一个 32 位无符号整数解包成两个 16 位浮点数。	vec2 unpacked = unpackHalf2x16(packed);
uint packUnorm2x16 (vec2 v)	将两个 32 位浮点数（限制在 0 到 1 范围内）转换为 16 位并打包成一个 32 位无符号整数，反之亦然。	uint packed = packUnorm2x16(vec2(0.5, 0.75));
vec2 unpackUnorm2x16 (uint v)	将一个 32 位无符号整数解包成两个 16 位浮点数（范围在 0 到 1 之间）。	vec2 unpacked = unpackUnorm2x16(packed);
uint packSnorm2x16 (vec2 v)	将两个 32 位浮点数（限制在 -1 到 1 范围内）转换为 16 位并打包成一个 32 位无符号整数，反之亦然。	uint packed = packSnorm2x16(vec2(0.5, -0.75));
vec2 unpackSnorm2x16 (uint v)	将一个 32 位无符号整数解包成两个 16 位浮点数（范围在 -1 到 1 之间）。	vec2 unpacked = unpackSnorm2x16(packed);
uint packUnorm4x8 (vec4 v)	将四个 32 位浮点数（限制在 0 到 1 范围内）转换为 8 位并打包成一个 32 位无符号整数，反之亦然。	uint packed = packUnorm4x8(vec4(0.1, 0.5, 0.8, 1.0));
vec4 unpackUnorm4x8 (uint v)	将一个 32 位无符号整数解包成四个 8 位浮点数（范围在 0 到 1 之间）。	vec4 unpacked = unpackUnorm4x8(packed);
uint packSnorm4x8 (vec4 v)	将四个 32 位浮点数（限制在 -1 到 1 范围内）转换为 8 位并打包成一个 32 位无符号整数，反之亦然。	uint packed = packSnorm4x8(vec4(0.1, -0.5, 0.8, 1.0));
vec4 unpackSnorm4x8 (uint v)	将一个 32 位无符号整数解包成四个 8 位浮点数（范围在 -1 到 1 之间）。	vec4 unpacked = unpackSnorm4x8(packed);
ivec_type bitfieldExtract (ivec_type value, int offset, int bits)	从整数中提取一定范围的位。	ivec_type extracted = bitfieldExtract(value, 2, 4);
ivec_type bitfieldInsert (ivec_type base, ivec_type insert, int offset, int bits)	将一定范围的位插入到整数中。	ivec_type result = bitfieldInsert(base, insert, 2, 4);
ivec_type bitfieldReverse (ivec_type value)	反转整数中位的顺序。	ivec_type reversed = bitfieldReverse(value);
ivec_type bitCount (ivec_type value)	计算整数中值为 1 的位的数量。	ivec_type count = bitCount(value);
ivec_type findLSB (ivec_type value)	找到整数中最低有效位（值为 1）的索引。	ivec_type lsb = findLSB(value);
ivec_type findMSB (ivec_type value)	找到整数中最高有效位（值为 1）的索引。	ivec_type msb = findMSB(value);
void imulExtended (ivec_type x, ivec_type y, out ivec_type msb, out ivec_type lsb)	将两个 32 位数字相乘，生成一个 64 位结果。	imulExtended(5, 3, msb, lsb);
void umulExtended (uvec_type x, uvec_type y, out uvec_type msb, out uvec_type lsb)	将两个无符号整数相乘，生成一个 64 位结果。	umulExtended(5u, 3u, msb, lsb);
uvec_type uaddCarry (uvec_type x, uvec_type y, out uvec_type carry)	将两个无符号整数相加，并生成进位。	uvec_type sum = uaddCarry(5u, 3u, carry);
uvec_type usubBorrow (uvec_type x, uvec_type y, out uvec_type borrow)	将两个无符号整数相减，并生成借位。	uvec_type difference = usubBorrow(5u, 3u, borrow);
vec_type ldexp (vec_type x, out ivec_type exp)	从值和指数中组装浮点数。	vec_type result = ldexp(0.75, exp);
vec_type frexp (vec_type x, out ivec_type exp)	将浮点数拆分为尾数和整数指数。	vec_type significand = frexp(0.75, exp);