--- title: Материалы brief: Данное руководство объясняет как работать с материалами, шейдерными константами и сэмплерами. --- # Материалы Материалы используются для выражения того, как графический компонент (спрайт, тайловая карта, шрифт, GUI-нода, модель и т.д.) должны быть отрендерены. Метариал содержит _теги_, информацию, которая применяется конвейером рендеринга для отбора объектов для рендера. Также он содержит ссылку на _шейдерные программы_, которые компилируются через доступные графические драйверы и загружаются на графическое аппаратное обеспечение и запускаются в каждом кадре, когда компонент рендерится. * Для большей информации по конвейеру рендеринга, смотрите [Документацию по рендеру](/manuals/render). * Для глубого погружения в шейдерные программы, смотрите [Документацию по шейдерам](/manuals/shader). ## Создание материала Чтобы создать материал, кликните правой кнопкой мыши по нужной папке в секции *Assets* и выберите New... ▸ Material. (Вы также можете выбрать File ▸ New... из меню и затем выбрать Material). Дайте имя новому файлу материала и нажмите Ok. ![Material file](images/materials/material_file.png){srcset="images/materials/material_file@2x.png 2x"} Новый материал откроется в *Material Editor*. ![Material editor](images/materials/material.png){srcset="images/materials/material@2x.png 2x"} Файл материала содержит следующую информацию: Name : То, что определяет материал. Это имя используется для перечисления материала в ресурсе *Render* для включения в билд. Имя также используется в функции из API рендеринга `render.enable_material()`. Имя должно быть уникальным. Vertex Program : Файл программы вершинного шейдера (*.vp*), который будет использоваться при рендеринге с этим материалом. Программа вершинного шейдера запускается на GPU для каждой из примитивных вершин компонента. Она вычисляет положение на экране для каждой вершины и также опционально подает на выход "изменяемые" переменные, которые интерполируются и идут на вход программе фрагментного шейдера. Fragment Program : Файл программы фрагментного шейдера (*.fp*), который будет использоваться при рендеринге с этим материалом. Программа запускается на GPU для каждого фрагмента (пикселя) графического примитива и ее цель --- это определить цвет отрисовки для каждого фрагмента. Обычно это делается на основе поиска по текстуре и вычислений на базе входящих переменных (изменяемые переменные либо константы). Vertex Constants : Нормированные значения (между 0.0 и 1.0), которые будут переданы программе вершинного шейдера. Смотрите ниже список доступных констант. Fragment Constants : Нормированные значения (между 0.0 и 1.0), которые будут переданы программе фрагментного шейдера. Смотрите ниже список доступных констант. Samplers : Опционально вы можете сконфигурировать специфичные сэмплеры в файле материалов. Добавьте сэмплер, назовите его согласно имени, используемому в программе шейдера и установите wrap и filter параметры по вашему вкусу. Tags : Теги, ассоциированные с материалом. Теги представлены в движке как _битовая маска_, которая используется в [`render.predicate()`](/ref/render#render.predicate) для отбора компонентов, которые должны быть отрисованы вместе. Смотрите [Документацию по рендерингу](/manuals/render), описывающую как это делается. Максимальное число тегов, которое вы можете использовать в проекте --- 32. ## Вершинные и фрагментные константы Шейдерные константы или "uniform"-ы --- это значения, которые передаются из движка в вершинные или фрагментные программы шейдеров. Для использования константы вы задаете ее в файле материала либо через свойство *Vertex Constant* либо через свойство *Fragment Constant*. Соответствующие `uniform` переменные должны быть определены в программе шейдера. Следующие константы могут быть установлены в материале: CONSTANT_TYPE_WORLD : Мировая матрица. Используйте ее для преобразования вершин в пространство мира. Для некоторых типов компонентов, вершины уже расположены в пространстве мира, когда они отправляются вершинной программе (в виду пакетирования). В таких случаях, умножение на мировую матрицу в шейдере выдаст некорректные результаты. CONSTANT_TYPE_VIEW : Матрица вида. Используйте ее для преобразования вершин в пространство отображения (камеры). CONSTANT_TYPE_PROJECTION : Проекционная матрица. Используйте ее для преобразования вершин в пространство экрана. CONSTANT_TYPE_VIEWPROJ : Матрица с уже перемноженными матрицей вида и проекционной матрицы. CONSTANT_TYPE_WORLDVIEW : Матрица с уже перемноженными матрицей мира и предыдущей матрицы (перемножение матрицы вида на проекционную). CONSTANT_TYPE_NORMAL : Матрица для вычисления ориентации по нормали. Мировое преобразование может включать не-нормированное (non-uniform) масштабирование, которое ломает ортогональность скомбинированного мир-на-отображение преобразования. Матрица нормалей используется, чтобы избежать проблем с направлениями когда преобразовываются нормали. (Нормальная матрица --- это транспонированная инверсия матрицы мир-на-отображение.) CONSTANT_TYPE_USER : Константа типа vector4, которую вы можете использовать для любых собственных данных, которые вы хотите передать в программу шейдера. Вы можете установить начальное значение константы в месте ее определения, но она изменяема через функции [go.set()](/ref/stable/go/#go.set) / [go.animate()](/ref/stable/go/#go.animate). Также вы можете получить ее значение через [go.get()](/ref/stable/go/#go.get). Изменение константы материала одного экземпляра компонента [ломает пакетирование для рендеринга и приведет к дополнительным вызовам отрисовки](/manuals/render/#draw-calls-and-batching). Example: ```lua go.set("#sprite", "tint", vmath.vector4(1,0,0,1)) go.animate("#sprite", "tint", go.PLAYBACK_LOOP_PINGPONG, vmath.vector4(1,0,0,1), go.EASING_LINEAR, 2) ``` ## Сэмплеры Сэмплеры используются для отбора цветовой информации из текстуры (тайловый источник или атлас). Цветовая информация может далее быть использована для вычислений в программе шейдера. Компоненты типа спрайт, тайловая карта, GUI или эффект частиц автоматически получают набор `sampler2D`. Первый объявленный `sampler2D` в программе шейдера автоматически привязывается к изображению, на которое ссылается графический компонент. Поэтому сейчас нет необходимости указывать какие-либо сэмплеры в файле материалов для этих компонентов. Более того, эти типы компонентов сейчас поддерживают только одну текстуру. (Если вам нужно множество текстур в шейдере, вы можете использовать вызов [`render.enable_texture()`](/ref/render/#render.enable_texture) и устанавливать текстурные сэмплеры вручную из своего рендер скрипта.) ![Sprite sampler](images/materials/sprite_sampler.png){srcset="images/materials/sprite_sampler@2x.png 2x"} ```glsl -- mysprite.fp varying mediump vec2 var_texcoord0; uniform lowp sampler2D MY_SAMPLER; void main() { gl_FragColor = texture2D(MY_SAMPLER, var_texcoord0.xy); } ``` Вы можете задать настройки сэмплера для компонента добавив сэмплер по имени в файле материалов. Если вы не устанавливаете свой сэмплер в файле материалов, будут использованы глобальные настройки *graphics* проекта. ![Sampler settings](images/materials/my_sampler.png){srcset="images/materials/my_sampler@2x.png 2x"} Для компонентов типа модель, вам необходимо задать ваши сэмплеры в файле материала с теми настройками, которые вы хотите. Далее после этих действий редактор позволит вам выставить текстуры для любого модельного компонента, который использует этот материал: ![Model samplers](images/materials/model_samplers.png){srcset="images/materials/model_samplers@2x.png 2x"} ```glsl -- mymodel.fp varying mediump vec2 var_texcoord0; uniform lowp sampler2D TEXTURE_1; uniform lowp sampler2D TEXTURE_2; void main() { lowp vec4 color1 = texture2D(TEXTURE_1, var_texcoord0.xy); lowp vec4 color2 = texture2D(TEXTURE_2, var_texcoord0.xy); gl_FragColor = color1 * color2; } ``` ![Model](images/materials/model.png){srcset="images/materials/model@2x.png 2x"} ## Настройки сэмплера Name : Имя сэмплера. Это имя должно совпадать с заданной в фрагментном шейдере `sampler2D` переменной. Wrap U/W : Режим развертки для осей U и V: - `WRAP_MODE_REPEAT` -- повторит данные текстуры вне диапазона [0,1]. - `WRAP_MODE_MIRRORED_REPEAT` -- повторит данные текстуры вне диапазона [0,1], но каждое второе повторение будет зеркально отражено. - `WRAP_MODE_CLAMP_TO_EDGE` --- будет приводить данные текстуры со значениями больше 1.0 к значению 1.0, а любые значения меньше 0.0 будут приводиться к значению 0.0 --- то есть крайние пиксели будут повторяться до края. Filter Min/Mag : Фильтрация для увеличения и уменьшения. Ближайшая фильтрация требует меньше вычислений, чем линейная интерполяция, но может привести к артефактам алиасинга. Линейная интерполяция часто дает более плавные результаты : - `FILTER_MODE_NEAREST` -- использует тексель с координатами ближайшими к центру пикселя. - `FILTER_MODE_LINEAR` -- устанавливает взвешенное линейное среднее для массива текселей 2x2, которые лежат ближе всего к центру пикселя . - `FILTER_MODE_NEAREST_MIPMAP_NEAREST` -- выбирает ближайшее значение текселя в отдельной MIP-карте. - `FILTER_MODE_NEAREST_MIPMAP_LINEAR` -- выбирает ближайший тексель из двух ближайших лучших вариантов MIP-карт и затем линейно интерполирует между этими двумя значениями. - `FILTER_MODE_LINEAR_MIPMAP_NEAREST` -- линейное интерполирование в пределах отдельной MIP-карты. - `FILTER_MODE_LINEAR_MIPMAP_LINEAR` -- использует линейную интерполяцию для вычисления значения на каждой из двух карт, а затем выполняет линейную интерполяцию между этими двумя значениями. ## Буферы констант Когда конвейер рендеринга отрисовывает, он берет значения констант из буфера по-умолчанию --- системного буфера констант. Вы можете создать собственный буфер констант, чтобы перекрыть константы по-умолчанию и вместо этого выставить uniform-ы для программы шейдера программно в рендер скрипте: ```lua self.constants = render.constant_buffer() -- <1> self.constants.tint = vmath.vector4(1, 0, 0, 1) -- <2> ... render.draw(self.my_pred, self.constants) -- <3> ``` 1. Создаем новый буфер констант 2. Устанавливаем константу `tint` в ярко-красный 3. Рисуем предикат используя наши собственные константы Учтите, что элементы констант буфера ссылаются как обычная Lua таблица, но вы не можете итерироваться по буферу с помощью вызовов `pairs()` или `ipairs()`.