Everyday Stage3D （三） AGAL的基本概念

前面一篇如果大家跟着做也能够作出同样的效果，但是对于AGAL部分我们没有进行讲解，因为这部分内容连接着另外一个世界。第三篇我来带着大家把这个世界的大门打开。

相信大家开始接触AGAL的时候都会感觉很蛋疼，确实，作者开始接触的时候也感觉蛋疼。不得不说AGAL的资料网上并不多，adobe player开发者中心的资料也不是非常多。大家都觉得百度googleBing了变天还是那几篇文章，没有太多的资料。别纠结，笔者也找不到。但是当你发现了AGAL的奥秘之后，你就会觉得这东西其实非常简单。单单从语法上来讲会非常的容易。

AGAL的命令或者说opcode并不多，而且大部分opcode都是进行数学运算的，所以理解起来并不难，举个简单的例子：

mov vt0, va0

这个命令其实就是一个赋值语句，我们可以把它理解为

vt0 = va0;

至于vt0，va0是什么东西待会说。上面AGAL中的mov就是一个命令（opcode），这样的命令一个有32个，至于都是那些，都可以干什么下面有个表格，大家看完就可以理解其中的意思了。

名称	opcode	操作	说明
mov	0x00	移动	将数据从 source1 移动到 destination，按组件
add	0x01	相加	destination = source1 + source2，按组件
sub	0x02	相减	destination = source1 - source2，按组件
mul	0x03	相乘	destination = source1 * source2，按组件 div 0x04
div	0x04	除以	destination = source1 / source2，按组件
rcp	0x05	倒数	destination = 1/source1，按组件
min	0x06	最小值	destination = minimum(source1,source2)，按组件
max	0x07	最大值	destination = maximum(source1,source2) destination = maximum(source1,source2)，按组件
frc	0x08	分数	destination = source1 - (float)floor(source1) destination = source1 - (float)floor(source1)，按组件
sqt	0x09	平方根	destination = sqrt(source1)，按组件
rsq	0x0a	平方根倒数	destination = 1/sqrt(source1)，按组件
pow	0x0b	幂	destination = pow(source1,source2)，按组件
log	0x0c	对数	destination = log_2(source1)，按组件
exp	0x0d	指数	destination = 2^source1，按组件
nrm	0x0e	标准化	destination = normalize(source1)，按组件（仅生成一个 3 组件结果，目标必须遮罩为 .xyz 或更小）
sin	0x0f	正弦	destination = sin(source1)，按组件
cos	0x10	余弦	destination = cos(source1)，按组件
crs	0x11	叉积	destination.x = source1.y * source2.z - source1.z * source2.y destination.y = source1.z * source2.x - source1.x * source2.z destination.z = source1.x * source2.y - source1.y * source2.x （仅生成一个 3 组件结果，目标必须遮罩为 .xyz 或更小）
dp3	0x12	点积	destination = source1.xsource2.x + source1.ysource2.y + source1.z*source2.z
dp4	0x13	点积	destination = source1.xsource2.x + source1.ysource2.y + source1.zsource2.z + source1.wsource2.w
abs	0x14	取绝对值	destination = abs(source1)，按组件
neg	0x15	求反	destination = -source1，按组件
sat	0x16	饱和	destination = maximum(minimum(source1,1),0)，按组件
m33	0x17	矩阵连乘3x3	destination.x = (source1.x * source2[0].x) + (source1.y * source2[0].y) + (source1.z * source2[0].z) destination.y = (source1.x * source2[1].x) + (source1.y * source2[1].y) + (source1.z * source2[1].z) destination.z = (source1.x * source2[2].x) + (source1.y * source2[2].y) + (source1.z * source2[2].z) （仅生成一个 3 组件结果，目标必须遮罩为 .xyz 或更小）
m44	0x18	矩阵连乘4x4	destination.x = (source1.x * source2[0].x) + (source1.y * source2[0].y) + (source1.z * source2[0].z) + (source1.w * source2[0].w) destination.y = (source1.x * source2[1].x) + (source1.y * source2[1].y) + (source1.z * source2[1].z) + (source1.w * source2[1].w) destination.z = (source1.x * source2[2].x) + (source1.y * source2[2].y) + (source1.z * source2[2].z) + (source1.w * source2[2].w) destination.w = (source1.x * source2[3].x) + (source1.y * source2[3].y) + (source1.z * source2[3].z) + (source1.w * source2[3].w)
m34	0x19	矩阵连乘3x4	destination.x = (source1.x * source2[0].x) + (source1.y * source2[0].y) + (source1.z * source2[0].z) + (source1.w * source2[0].w) destination.y = (source1.x * source2[1].x) + (source1.y * source2[1].y) + (source1.z * source2[1].z) + (source1.w * source2[1].w) destination.z = (source1.x * source2[2].x) + (source1.y * source2[2].y) + (source1.z * source2[2].z) + (source1.w * source2[2].w) （仅生成一个 3 组件结果，目标必须遮罩为 .xyz 或更小）
kil	0x27	丢弃	如果单个标量源组件小于零，则将丢弃片段并不会将其绘制到帧缓冲区。（目标寄存器必须全部设置为 0）
tex	0x28	纹理取样	destination 等于从坐标 source1 上的纹理 source2 进行加载。在这种情况下， source2 必须采用取样器格式
sge	0x29	大于等于时设置	destination = source1 >= source2 ? 1 : 0，按组件
slt	0x2a	小于时设置	destination = source1 < source2 ? 1 : 0，按组件
seq	0x2c	相等时设置	destination = source1 == source2 ? 1 : 0，按组件
sne	0x2d	不相等时设置	destination = source1 != source2 ? 1 : 0，按组件

opcode表

看完了上述的表格之后，我们对照着来说明一下如何使用这些opcode。首先你要知道AGAL的格式。很多教程将这部分定位为语法，笔者认为这是不太准确的，因为AGAL本书是一段二进制的shader，而我们目前能拿到的是AGAL的二进制格式，也就是说，你既然用后了数据格式，那么至于数据如何生成，以什么形式生成都无所谓了。甚至你可以通过自己编写一套引擎来对你自己的编码习惯进行翻译。不过大部分工作我们目前都不考虑，毕竟adobe已经为我们提供了一个工具类，这个类可以很方便直观的帮助我们编写AGAL代码。我们先从格式开始说起，关于二进制的其他数据内容我们先不做过多的讨论，因为在后面的章节中，我将带领大家编写一个逆向工程工具，用于将二进制的AGAL还原为可以直接读取的源代码。

[opcode][destination][source1][source2 or sampler]

上面这行内容是AGAL最核心的内容，也是你将直接使用的内容，其中opcode为上面表格中的32个命令，destination则是目标内容，source1，source2则数数据源。大家可以自行根据你需要的功能编写一个AGAL尝试一下。至于实际使用，后面会根据不同内容的算法来向大家实际展示AGAL的最后编写结果。

下面我要说明的则是destination和source1，source2中的内容。这三部分的值到底从何二来，有如何使用呢？

首先我们要理解寄存器，这部分和我们的AS3程序息息相关，环环相扣。在我们的AGAL中

寄存器的访问也非常简单，你无需访问创建或者销毁之类的操作。而相关的寄存器也非常的简单，让我们以分类的形式来记忆。我们将寄存器按照功能分为两大类，对于顶点的操作我们有op,vc,vt,va，对于像素的操作我们有oc,ft,fs,fc。另外还有一个比较特殊的v。很多教程中对于每个寄存器都有一个非常让人琢磨不透的名字，这些名字看上去晦涩难懂，但当你了解他的功能之后你会发现它的名字非常的直观。让我们来一一看一下。

va 属性寄存器

很多人看到这个名字的时候都会认为va中应该存的是某一个对象的属性，或者一些其他什么东西。但实事并非如此。当你上载一些顶点数据之后，我们通过AS3来制定这些顶点所存在的位置，那么你就可以通过va来直接使用。举个简单的例子，在上一篇文章中，我们使用了va0，而va0的数据又是从etVertexBufferAt来直接指定的，所以在你编写代码的时候，你的AGAL和AS3有着直接的联系。

vc 常量寄存器

顾名思义，与程序中的常量概念类似，这部分数据是从外部直接传递进来的，至于你如何使用完全取决于你自己。关于用法我们在后面会涉及到。

vt 临时寄存器

应该说vt的概念最接近于我们程序中的变量，因为他可以被你临时读取，并且允许你在AGAL运行时来动态改变其中的数值。

op 输出寄存器

好吧，当你吧所有的操作都完成后，那么你的结果应该有一个归宿，这个op就是你顶点数据最后的归宿。每次运行顶点数据后，你都应该看到op，否则你的程序运行后没有任何效果。

fs 纹理采样寄存器

教程到目前位置，我们还没有看到任何和贴图有关系的内容。不错，笔者打算将这部分内容放在后面讲解。因为还有不少好东西放在后面等着大家呢。这里简单解释一下，所谓纹理采样，则是调用你显存中的纹理数据。纹理我们可以理解为贴图，或者理解为你上载到GPU的那张图片。

fc 常量寄存器

又遇到常量了。这里和刚才的vc其实是一样的，因为顶点和纹理这两部分的程序不可交叉访问，所以贴图也有自己的常量寄存器。

ft 临时寄存器

和vt概念相同，但只用于纹理操作。

oc 输出寄存器

和op相同，但只能用于纹理操作。

v 插值寄存器

这是比较特殊的一个寄存器，因为刚才我们所说的8个寄存器类型只能在自己负责的领域操作，顶点的寄存器不可访问纹理的内容，同样，纹理操作中也无法访问顶点数据，那么如果他们的数据有交集如何呢？这里就体现了v的作用（当然，在微博中，v也是一种身份的象征）。v可以在在顶点操作中使用，也可以在纹理操作中使用。

上面说了这么多，相信大家对AGAL中的语法和opcode有了一个大致的了解。下面我们就来解释一下上一篇中的AGAL代码。

首先是顶点处理。

var vagalcode:String = “mov op, va0
” +
“mov v0, va1”;

这一步处理中，我们将va0直接赋值给op，也就是说va0本身就是我们的顶点数据。将顶点数据原封不懂的输出到op中以便得到结果。

第二句中我们将va1中的数据移动到v0中，这里va1的数据是我们当前顶点的RGB颜色值。移动到v0是为了让我们的纹理着色器访问并使用。

下面我们来解释一下纹理着色器。AGAL代码如下：

var fagalcode:String = “mov oc, v0”;

仅此一句，因为刚才在顶点着色器中我们已经把RGB数值传递给了v0，这里我们将RGB颜色值原封不动的输出到oc中，以便GPU来进行渲染。之后我们就可以得到一个正确的图像结果。