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谈到可编程渲染，那就必然要谈到编程语言。早期对图形处理器的编程采用Vertex Shader和Pixel Shader它们一种类似汇编语言的程序语言，编写工作量大。随着图形硬件的发展，图形处理器所能处理的指令数快速增长，采用类似汇编的方式进行编程的工作量达到了让人不能接受的地步，于是用于图形处理器编程的高级语言诞生了。Cg语言就是其中的一个。Cg语言是nVIDIA公司与微软合作进行HLSL语言的研发过程中，nVIDIA公司开发的一个副产品。两者从本质上是一样的。为使得自己的产品更有通用性，nVIDIA的Cg语言是跨平台和跨API的。关于HLSL的介绍很多，这里就以Cg语言为例介绍一下可编程渲染。
顶点属性中增加了法向，用来进行光照计算。第二代渲染技术[1]中引进了一个很重要的概念深度，典型的应用就是深度缓冲。在光栅化处理中还增加了深度内插。像素运算中增加了颜色混合技术。第二代渲染技术丰富了画面的色彩感和层次感，但整个画面看起来还是很单调。第三代渲染技术解决了这一问题（1992~2000年）纹理贴图，顶点属性中又增加了纹理坐标，顶点运算中也相应地增加了纹理坐标的变换和内插。光栅化处理中增加了纹理坐标内插。像素运算中增加了纹理寻址和混合以及反锯齿等技术。第三代渲染技术让画面更加绚丽多彩。随着图形处理技术的飞速发展，早期的固定函数渲染管线已经不能满足图形开发人员的要求，他们需要图形处理过程中更大的自由度。第四代渲染技术产生了（2000年后）可编程渲染。在第四代渲染技术中，图形开发人员可以对渲染管线中的顶点运算和像素运算分别进行编程处理了，而无须象以前那样套用一些固定函数。比如，对于顶点渲染，你不仅仅能简单套用SetTransform方法实现顶点位置的变换，更为灵活的是，你可以通过编写程序（汇编程序或高级语言程序），实现顶点位置的更为复杂的变换；在光照计算中，你可以从最基本的光照模型出发，编写程序分别计算漫射、高光、折射、散射等，更重要的是，你还可以将计算结果作为像素渲染程序的输入，以实现各种丰富的效果。在像素渲染中，除了烦琐调用大量固定函数来实现外，你还可以编写程序，从外部或者上游获取参数和纹理资源，进行像素渲染运算。像素渲染需要的运算量远远大于顶点渲染，但输出画面的质量却很高。许多高质量的画面都是用像素渲染代替顶点渲染获得的。
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