上門編程教學課程內容
課程簡介
本課程專為希望快速掌握 HLSL（High-Level Shading Language）著色器編程 的學員設計，三小時內帶領學員從圖形渲染基礎、GPU 工作原理，到實作 頂點（Vertex）與像素（Pixel）著色器，親手設計即時光影與特效效果。
HLSL 是 Microsoft 為 DirectX 平台開發的著色語言，廣泛應用於 3D 遊戲、即時影像特效、3D 模型渲染與可視化應用，其原理與 GLSL / Metal Shading Language 相似，但針對 Windows 與 Xbox 系統優化。
課程採理論與實作交錯方式，協助學員建立 GPU 思維，理解 頂點處理、像素著色、法線貼圖、光照模型 等核心觀念，實際撰寫並運行 HLSL 程式。
適合對象：
學習成果：
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理解 GPU 渲染管線（Graphics Pipeline）的運作流程
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熟悉 HLSL 語法與 Shader 程式架構
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能撰寫基本的 Vertex 與 Pixel Shader
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建立各種光照模型與材質效果（Lambert、Blinn-Phong）
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能整合 HLSL 程式進入圖形引擎或 DirectX 專案中
課程時長
3 小時（180 分鐘）
理論講解與程式實作比例約 3 : 7
課程大綱
第一部份：HLSL 與 GPU 渲染概論（30 分鐘）
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GPU 與 CPU 的差異：平行運算思維
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渲染管線（Graphics Pipeline）流程：Vertex → Rasterizer → Pixel
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HLSL 與 DirectX 的關係
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HLSL 編譯與 Shader Model（SM 5.0 / 6.0）介紹
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實作：設定 HLSL 開發環境（Visual Studio + DirectX SDK）
第二部份：HLSL 語法入門與 Shader 結構（40 分鐘）
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HLSL 基本語法（變數、向量、矩陣、資料型態 float2~float4）
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Semantics（語意）關鍵字：POSITION、NORMAL、TEXCOORD、COLOR
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Constant Buffer（cbuffer）與 CPU → GPU 參數傳遞
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Input / Output 結構（VS_INPUT / VS_OUTPUT）
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實作練習：建立簡單 Vertex Shader 與 2D 轉換
第三部份：Vertex Shader 與矩陣運算（40 分鐘）
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頂點著色流程與 Transform 階段（Model → View → Projection）
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使用 Matrix 進行物件旋轉、位移與縮放
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World、View、Projection 矩陣概念與組合
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計算頂點法線變換與光向量轉換
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實作範例：建立「旋轉立方體」與動態視角變化 Shader
第四部份：Pixel Shader 與光照模型實作（40 分鐘）
第五部份：紋理貼圖與進階應用（30 分鐘）
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紋理（Texture2D / SamplerState）導入與座標取樣
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Normal Map / Specular Map 概念與應用
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動態效果：時間動畫、閃爍光、色彩漸層
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延伸方向：Compute Shader、後處理特效（Bloom、HDR、Motion Blur）
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綜合實作：建立「動態光源 + 紋理貼圖」完整 Shader 程式
課程特色
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三小時快速理解 GPU 渲染理論與 HLSL 程式架構。
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實作導向教學，從最簡單的著色器逐步建立完整效果。
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理論 × 實戰並重，適合遊戲、動畫與 3D 圖形開發人員。
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打下延伸學習基礎：Compute Shader、DX12、Unreal / Unity Shader Graph。
