Fixed数据类型

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unity shader fixed说明

Shader中的数据类型
有3种基本数值类型：float、half和fixed。
这3种基本数值类型可以再组成vector和matrix，比如half3是由3个half组成、float4x4是由16个float组成。


float：32位高精度浮点数。
half：16位中精度浮点数。范围是[-6万, +6万]，能精确到十进制的小数点后3.3位。
fixed：11位低精度浮点数。范围是[-2, 2]，精度是1/256。(这个具体精度有待确认，目前没找到可靠的解释，还有说cg中fixed是12位定点数，被所有fragment profile支持)
数据类型影响性能
精度够用就好。
颜色和单位向量，使用fixed
其他情况，尽量使用half（即范围在[-6万, +6万]内、精确到小数点后3.3位）；否则才使用float。

http://www.cppblog.com/wrhwww/archive/2010/07/29/121573.html

在处理图形运算，特别是3D图形生成运算时，往往要定义一个Fixed数据类型，我称它为定点数，定点数其时就是一个整形数据类型，他的作用就是把所有数进行转换，从而得到相应类型的整型表达，然后使用定点数进行整行运算，取到最终值并将其转换回实际的基本数据类型。因此它是通过避免大量的浮点运算来加快图形处理的一个方式。

现在来定义下定点数的转换法则，定点数有8位单字节转换或16位双字节转换：区别只是一个要8移位，一个要做16移位


8位


typedef long FIXED;                                              // long型定点类型


#define itofx(i_x) ((i_x) << 8)                                  // 整转定点


#define ftofx(f_x) (long)((f_x) * 256)                           // 浮点转定点


#define dtofx(d_x) (long)((d_x) * 256)                           // 双精度转定点


#define fxtoi(fx_x) ((fx_x) >> 8)                                // 定点转整


#define fxtof(fx_x) ((float) (fx_x) / 256)                       // 定点转浮点


#define fxtod(fx_x) ((double)(fx_x) / 256)                       // 定点转双精度


#define Mulfx(fx_x,fx_y) (((fx_x) * (fx_y)) >> 8)                // 定点积得定点


#define Divfx(fx_x,fx_y) (((fx_x) << 8) / (fx_y))                // 定点除得定点


16位


typedef int FIXED;                                               // long型定点类型


#define itofx(i_x) ((i_x) << 16)                                 // 整转定点


#define ftofx(f_x) (long)((f_x) * 65536)                         // 浮点转定点


#define dtofx(d_x) (long)((d_x) * 65536)                         // 双精度转定点


#define fxtoi(fx_x) ((fx_x) >> 16)                               // 定点转整


#define fxtof(fx_x) ((float) (fx_x) / 65536)                     // 定点转浮点


#define fxtod(fx_x) ((double)(fx_x) / 65536)                     // 定点转双精度


#define Mulfx(fx_x,fx_y) (((fx_x) * (fx_y)) >> 16)               // 定点积得定点


#define Divfx(fx_x,fx_y) (((fx_x) << 16) / (fx_y))               // 定点除得定点


 


3D图形计算一般会用到16位的，2D图形计算一般会用到8位的，本着实用的原则定义定点数类型














Fixed是业界使用最广的一种类型，他并没有在标准C或者其他语言中定义，程序员可以灵活的使用Fixed类型，可以定义自己想要的Fixed类型。那么什么是Fixed类型呢？Fixed类型是用来取代浮点，使用4字节的高2个字节表示整数位，低2个字节表示浮点位。每个字节有8个bit位，4个字节32个bit位，因此，我们把这种Fixed称为16.16Fixed。当然，也有使用24.8的Fixed，这就要看需求和精确度了。比如Fixed中的数字1，就是65536，也就是(1<<16)。这里用了位移公式，就是将1左移16位，也就是2个字节，左移16等于剩以65536，只不过位移来的非常快，快过加法。（这里理解不了就算了）比如数字32.5，等于(32<<16)|32768，等于32＊65536＋32768。为什么要这么麻烦呢？有了Fixed，就好像操作整数一样，都是整数运算了。Fixed的四舍五入也很简单，比如我们将X四舍五入到整数类型，就是(X+32768)>>16。32768就是半个Fixed的1，也就是浮点的0.5。右移16位就是除以65536，为的是将高2字节移到正常的整数位上。我都说晕了，以后慢慢解释给大家，呵呵。
    Fixed类型说了一堆，究竟来做什么的？


    比如上例中，Y轴每次都要偏移0.4，而这个数是个浮点，严重影响了运算速度。比如，我们后台有一个数，用来计量Y轴本次的坐标，就叫做变量YY吧。X每次都加1，也就是XX++，Y每次加0.4，也就是YY+=0.4。为了提高速度，我们将YY升级到Fixed类型，YY每次加Fixed的0.4，也就是0.4*65536=26214，然后再四舍五入到整数类型，即YY+=26214，Y=(YY+32768)>>16。这样，就得到了每次的整数Y，并且都是整数的加减和位运算，速度非常快