Ch4-2 顶点着色器
顶点着色器（vertex shader）是图形管线中的一个着色器，它可以处理来自顶点缓冲区的数据，或根据一定的规则直接生成顶点数据。
若非Task/Mesh管线，那么顶点着色器是图形管线中最初执行的着色器。
顶点着色器逐顶点发生调用。
顶点着色器的内置输入
用GLSL编写的顶点着色器有以下内置输入：
全局变量 |
|
|---|---|
int gl_VertexIndex |
表示当前顶点的索引 |
int gl_InstanceIndex |
表示当前实例的索引 |
int gl_DrawID |
在多重绘制或间接绘制命令中，表示当前绘制的索引 |
int gl_BaseVertex |
表示本次绘制中的起始顶点索引 |
int gl_BaseInstance |
表示本次绘制中的起始实例索引 |
对于非索引绘制命令，比如vkCmdDraw(commandBuffer, vertexCount, instanceCount, firstVertex, firstInstance)，gl_BaseVertex值为firstVertex，gl_VertexIndex必然不小于该值，类似地，gl_BaseInstance值为firstInstance，gl_InstanceIndex必然不小于该值。
对于索引绘制命令，比如
vkCmdDrawIndexed(commandBuffer, indexCount, instanceCount, firstIndex, vertexOffset, firstInstance)，gl_BaseVertex值为vertexOffset，gl_VertexIndex为命令缓冲区中的与firstIndex相应的索引值加上vertexOffset。
从OpenGL转来的程序员注意gl_InstanceIndex语义同gl_InstanceID不同（gl_InstanceID从0开始，不计算gl_BaseInstance）。
gl_DrawID是从OpenGL所使用的GLSL继承而来的，因此不写作gl_DrawIndex。
顶点着色器的内置输出
用GLSL编写的顶点着色器有以下内置输出：
预定义块gl_PerVertex 的成员 |
|
|---|---|
vec4 gl_Position |
顶点位置 |
float gl_PointSize |
点的大小，适用于绘制点 |
float gl_ClipDistance[] |
自定义剪裁参数 |
float gl_CullDistance[] |
自定义剔除参数 |
-
所有的输出都是可选的，非必须输出。
-
gl_PerVertex意味着这些输出是相对于每个顶点而言的，gl_PerVertex是没有实例名称的预定义块，意味着你不需要使用任何前缀就可以直接使用它的成员，即直接写
gl_Position而不是写gl_PerVertex.gl_Position。
gl_Position
gl_Position与片段渲染在屏幕上的位置及深度值的关系参见NDC坐标。
如果顶点着色器之后只有一个片段着色器，或没有任何着色器（旨在不输出颜色，只输出深度值到片段所在位置），应当输出gl_Position（若是连gl_Position都不必输出的情形，必是纯粹的计算和数据存储，应使用//TODO Ch4-6 计算着色器）。
gl_Position在栅格化时发生插值，插值方式考虑透视（即相当于插值修饰符为smooth）。
gl_ClipDistance
gl_ClipDistance数组中的每个元素代表着到不同剪裁平面的距离。
“剪裁”的效果大致等价于：对于任意片段，若gl_ClipDistance数组中的任一元素数值小于0，则该片段被丢弃。
上述只是一种直观且便于理解的解释，因为这里所谓的剪裁发生在栅格化前，其底层实现可能是修改图元，并不需要涉及片段。
剪裁可能会生成新的顶点，例如：
若三角形有一个角被裁掉，会生成两个新的顶点构成新的边，变成一个四边形（即两个三角形图元）。
（该行为的结果影响管线统计）
要使用gl_ClipDistance，需开启设备特性中的shaderClipDistance，gl_ClipDistance数组元素个数最大不超过硬件限制中的maxClipDistances。
利用gl_ClipDistance在3D渲染中将模型切开：
-
用例：有一种简单粗暴的渲染镜面效果的方法——将物体沿着镜面翻转然后再渲染一遍，典型的情况比如渲染物体在水面上的倒影，倒影当然只会映照出水面以上的物体，利用gl_ClipDistance即可轻易地达成这一效果。
绘制三角形的三条边（图元类型为三角形，绘制模式为VK_POLYGON_MODE_LINE），令gl_ClipDistance[0]为gl_Position.x的效果如下：
-
在英伟达显卡上你可能会看到中央被截断的地方也构成了一条边，那是硬件特定的行为。
gl_CullDistance
gl_CullDistance数组中的每个元素代表着到不同剔除平面的距离，则：
对于任意图元，若构成其图形的所有顶点皆满足到某一剔除平面的距离小于0（比如gl_CullDistance[0]都小于0），则图元被整个丢弃。
要使用gl_CullDistance，需开启设备特性中的shaderCullDistance，gl_CullDistance数组元素个数最大不超过硬件限制中的maxCullDistances。