本篇教程我们来综合讨论三组着色器：Conversion / Math / Shading state，以及各自包含的各个节点。
在讲解之前，先说一下有关数据类型，之前提到过一些，这里再强调一下。Arnold的节点数据类型主要分为三种：Float，Int，Vector。Float是浮点数，Int是整数，Vector是向量。在图形计算中，这三个数据类型计算方式会有所不同。
Conversion
首先是Conversion，直译过来就是“转变”的意思。这组节点能够用于转换不同的数据类型。包含8个节点：
这组节点其实没什么特别的，关键还是理解各个数据类型的用途。
【Float】浮点数，模糊数据
【Int】整数
【RGB】RGB颜色
【RGBA】RGB+Alpha（透明度）
【Vector】矢量
举个栗子：
比如要使用noise作为gobo滤光镜的slide map，就需要用float_to_rgb（将浮点数转换为RGB）节点。
简单演示一下：
① 打开准备好的场景，创建一个体积散射节点，丢到渲染设置大气层栏：
创建atmosphere_volume节点，并将其Density属性值调整为1→打开渲染设置，将Atmosphere_volume丢到大气栏中
② 创建gobo滤光镜并丢给灯光：
③ 创建noise节点，输出到gobo>slide map，可以看到IPR Window中显示有些奇怪，这是因为我们输入的是一个浮点数，slide map需要的是rgb数据，因此需要转换一下：
④ 新建float_to_rgb节点，并将noise连接到r、g、b；然后将float_to_rgb节点连接到gobo>Slide map：
⑤ 调整noise节点属性，就能够明显看到变化了：
以上就是Conversion的使用方法，很好理解，就是各种转换，就不赘述了。
Math
Math节点可以对各类数据进行计算，可以处理颜色（color）或矢量（vector）的输入。包含27个节点：
这一部分的节点使用率相对较低，如“Math”这个名字所示，下设小节点可以说是一种计算方式，有各种公式，例如使用【abs】最终返回的数据是输入数据的绝对值；【Add】返回input1+input2（例如叠加噪波效果）；【Atan】使用两个参数来确定结果的象限.....有很多关于余弦/正弦/三角函数什么什么的公式（emmmm....再往下我也不知道我说的是啥了 虽然我不是文盲 嗯 不是）摸着良心说，这一部分节点我用过的也很少，【Random】之前有讲过，主要就是自由变换，没看过的童鞋可以去看看→传送门；【range】可以用来确定“范围”，例如可以产生类似于PS的“蒙版”效果，遮罩哪一部分/显示范围。。。。剩下的一些生僻节点，以后实例涉及到再来讲。
如果要类比PS的话，勉强可以算是各种“滤镜”，经过计算产生各种效果。
Shading state
可用于读取对象的各类属性，如UV、光线深度等。主要读取三种数据类型：
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【state_float】参数详解：
state_float参数
| 名称 | 变量 | 描述 |
|---|---|---|
| Screen XY | sx,sy | 图像空间坐标，范围 [-1,1) |
| Shutter Time | time | 对于运动模糊，当前样本被遮蔽的绝对时间。 shutter-open到shutter-close所用时间。 |
| Ray Length | R1 | 对于曲面着色器，指来自摄像机的射线或之前射线的反弹射线，到着色点的长度；对于体积着色器，指要着色的体积片段的长度。 |
| Barycentric UV | bu, bv | 对于三角形，指三角形的重心坐标；对于曲线，指曲线的长度和宽度参数坐标。 |
| Surface UV | u, v | UV坐标通常用作纹理坐标。 如果没有提供uvlist或uvs参数，则与bu和bv相同。 |
| Shaded Area | area | 当前着色点覆盖的面积差异，通常用于纹理过滤（texture filtering）。对于曲面着色（surface shaders）器来说，光线微分（ray differential）跨越这些区域；对于位移着色器（displament shader）来说，它是围绕光线路径顶点的三角形的平均面积。 |
| UV Derivatives | dudx, dudy, dvdx, dvdy | 相对于XY像素坐标的UV导数。 包含从当前像素到相邻像素的右侧和顶部的UV变化率，通常用于纹理过滤。 |
| Shutter start and end | 运动模糊开始至结束的时间的绝对值。 |
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【state_int】
state_int参数
| 名称 | 变量 | 描述 |
|---|---|---|
| Raster XY | x,y | 光栅的空间像素坐标，相机光线起点 |
| Subpixel Sample Index | si | AA sample指数，范围[0,AA-Sample] |
| Ray Type | Rt | 入射光线类型 |
| Transparency Index | transp_index | 透明度指数 |
| Thread ID | tid | 线程ID，具有唯一性 |
| Bounces | bounces | 光线在当前着色点的反弹次数 |
| Diffuse Bounces | bounces_diffuse | 漫射反弹次数 |
| Specular Bounces | bounces_specular | 镜面反射反弹次数 |
| Reflection Bounces | bounces_reflect | 反射反弹次数 |
| Transmission Bounces | bounces_transmit | 透射反弹次数 |
| Volume Bounces | bounces_volume | 体积反弹次数 |
| Force Hemispherical Lighting | fhemi | 强制半球形照明 |
| Primitive ID | fi | 原始ID（例如三角形原始ID是triangle） |
| Number of Active Lights | nlights | 影响着色点的有效照明数量 |
| Inclusive Traceset | inclusive_traceset | 如果使用了tranceset（跟踪），是包含关系还是排除关系 |
| Skip Shadow Rays | skip_shadow | 如果开启，则照明时不追踪阴影射线 |
| Shading Context | sc | 着色的前后关系类型（surface，displacement，volume，background，importance） |
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【state_vector】
state_vector参数
| 名称 | 变量 | 描述 |
|---|---|---|
| Ray Origin | Ro | 对于surface来说，指光线原点；对于volume，指volume segment被遮蔽的开始点 |
| Ray Direction | Rd | 从光线原点到shading point的光线方向；对于volume，指volume segment被遮蔽方向 |
| Shading Point in Object-Space | Po | Object-Space中的着色点 |
| Shading Point in World-Space | P | Word-Space中的着色点 |
| Surface Derivative wrt Screen XY | dPdx, dPdy | 相对于XY像素坐标的表面导数 |
| Shading Normal | N | Shading法线，包括smooth normals和bump mapping |
| Face-Forward Shading Normal | Nf | 正面shading法线 |
| Geometric Normal | Ng | 几何法线，不包含smooth和bump |
| Face-Forward Geometric Normal | Ngf | 正面几何法线 |
| Smoothed Normal without Bump | Ns | smooth（平滑）法线，没有bump |
| Surface Derivative wrt UV | dPdu, dPdv | 相对于UV坐标的表面导数（未标准化），可用作各异向性着色切线或矢量位移 |
| Ray Direction Derivative wrt Screen XY | dDdx, dDdy | 光线方向导数wrt XY像素坐标 |
| Surface Normal Derivative wrt Screen XY | dNdx, dNdy | 相对于XY坐标的表面法线导数 |
举栗子时间：
使用Shutter time将颜色映射到motion blur
使用带有ramp float着色器的surface v
P.S 以上这些值翻译过来真的是一言难尽。。。很多词语的翻译也没有什么标准，很不好表述。比如 Shading，在图形学中，翻译成“着色”是不准确的，还有Ray翻译成“射线”还是“光线”？好像都不太准确。。。对于设计师萌来说，请不要深究。。。。surface normal 是用来shading的..很多用途..如果要模拟非常逼真的光效应,必须用到surface normal，并且配合Phong Shading or Gouraud Shading。可以得到很好的视觉效果。。。好了，不说了，再说要开始讲图形学了。。。
敲黑板、所有的软件都是工具，最重要的还是你的创意、你的思维，所有工具都是为了更好的呈现你的创意以上看不懂就别看了，要想完全看懂，可以去深造一下图形学？
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