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| '''シェーダー'''（[[英語]]：shader）とは、画像を描画時に加工する機能である。 | | '''シェーダー'''（[[英語]]：shader）とは、本来は3DCGにおいて「陰影処理を行うこと」をいう。現在では「[[GPU]]で行う様々な処理の総称」となっている。 |
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| ==[[DXライブラリ]]のシェーダー== | | ==概要== |
| DXライブラリにおいては、シェーダーを[[C言語]]っぽい言語で書き、付属のツールで[[コンパイル]]することができる。
| | シェーダーは大きくわけて[[GPU]]が固定機能として持つ「[[固定シェーダー]]」と、[[プログラマー]]が独自の処理を記述できる「[[プログラマブルシェーダー]]」に分けられる。 |
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| | 現在ではプログラマブルシェーダーが主流であるため「シェーダー＝プログラマブルシェーダー」となっていることが多い。2018年時点で固定シェーダーを採用している現役製品は[[ニンテンドー3DS]]くらいである。 |
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| | また、ほとんどの[[ゲームフレームワーク]]や[[ゲームエンジン]]では無駄に[[プログラミング]]しなくても定番のレンダリング処理はあらかじめ[[固定シェーダー]]として用意されている。これらでは内部的にはプログラマブルシェーダーを叩いているがソフトウェア的に固定シェーダーに見せている。 |
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| | 最近は[[人工知能]]だ[[ブロックチェーン]]だと[[GPGPU]]の絡みで普通の計算もし易い仕様の[[プログラミング言語]]も増えている。 |
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| | ==DXライブラリのシェーダー== |
| | [[DXライブラリ]]においては、シェーダーを[[C言語]]っぽい言語で書き、付属のツールで[[コンパイル]]することができる。 |
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| ===頂点シェーダー=== | | ===頂点シェーダー=== |
| 未稿 | | 未稿 |
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| ===ピクセルシェーダー=== | | ===ピクセルシェーダー=== |
| バイナリの主な[[拡張子]]は".pso"すなわち「[[ファンタジースターオンライン|ぷそ]]」である。 | | バイナリの主な[[拡張子]]は".pso"すなわち「[[ファンタジースターオンライン|ぷそ]]」である。 |
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| [[テクスチャ]]([[プログラム]]で指定した画像)上の位置(左上を(0.0,0.0)、右下を(1.0,1.0)とする)などのパラメータが渡され、 | | [[テクスチャ]]([[プログラム]]で指定した画像)上の位置(左上を(0.0,0.0)、右下を(1.0,1.0)とする)などのパラメータが渡され、 |
| その位置に書き込みたい色のデータを返す。
| | その位置に書き込みたい色の[[データ]]を返す。色のデータは、[[RGBA]]の各要素をそれぞれ0.0～1.0の実数で表す形式で入出力する。 |
| 色のデータは、RGBAの各要素をそれぞれ0.0～1.0の実数で表す形式で入出力する。
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| 例：[[グレースケール]]化 | | 例：[[グレースケール]]化 |
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| 一応[[行列]]の積などの計算もできそうだが、普通に計算したほうが速いし正確。 | | 一応[[行列]]の積などの計算もできそうだが、普通に計算したほうが速いし正確。 |
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| ==[[DirectX]]のシェーダー== | | ==DirectXのシェーダー== |
| DirectXでは上位シェーダーモデルとして'''HLSL（High-Level Shader Language：上位レベルシェーダ言語）'''が採用されている。
| | [[DirectX]]では「[[HLSL]]」を用いる。 |
| HLSLはDirectX9から実装された高級シェーダー言語であり、Ｃ言語風な書き方ができるようになっている。
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| 現在、シェーダーモデル１～５までが存在しており、それぞれでの使える機能・対応するDirectX自体のバージョンが違うため、注意が必要となる
| | ==Unityのシェーダー== |
| | Unityでは「[[CG言語]]」を用いる。 |
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| Direct3D 9の場合（シェーダーモデル1.x～3.0）は、頂点シェーダーとピクセルシェーダーの二つが提供されていた。
| | ==OpenGLのシェーダー== |
| | [[OpenGL]]および[[OpenGL ES]]は「[[GLSL]]」を用いる。 |
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| Direct3D 10.xの場合（シェーダーモデル4.x）は、そこにジオメトリシェーダーが追加。
| | ==Metalのシェーダー== |
| | Metalでは「[[Metal Shading Language]]」を用いる。 |
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| Direct3D 11.xの場合（シェーダーモデル5.0）では、ハルシェーダー、ドメインシェーダー、コンピュートシェーダー（計算シェーダー、演算シェーダー）が追加となった。
| | == Vulkanのシェーダー == |
| | | [[Vulkan]]では「[[GLSL]]」および「[[HLSL]]」の2種類が利用可能となった。 |
| ただし、コンピュートシェーダーに関してはグラフィックパイプラインの機能ではなく、物理衝突演算やアニメーション計算などの計算時にＧＰＵを使用するための機能として提供されている。
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| なお、ファイルの[[拡張子]]は'''''.fx'''''となっている
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| 例：HLSLによる単純な3Dポリゴンの描画(バージョンはvs2.0,ps2.0)
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| <pre>
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| //グローバル変数
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| float4x4 worldViewProjMat; //射影変換用行列
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| //テクスチャ
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| texture modelTexture; // テクスチャ情報の格納
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| // サンプラー（テクスチャの状態を規定する構造体）
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| sampler texSampler = sampler_state
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| {
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| Texture =<modelTexture>;
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| MinFilter =LINEAR;
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| MagFilter =LINEAR;
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| MipFilter =NONE;
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| AddressU =Clamp;
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| AddressV =Clamp;
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| };
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| //頂点シェーダからピクセルシェーダーに渡す構造体
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| struct VertexShaderResult
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| {
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| float4 Position : POSITION;
| |
| float2 TexCoord : TEXCOORD0;
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| };
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| //頂点シェーダ
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| VertexShaderResult VS( float4 _pos:POSITION, float2 _texCoord:TEXCOORD)
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| {
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| VertexShaderResult Out = (VertexShaderResult )0;//出力データ
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| Out.Position = mul(_pos, worldViewProjMat);//位置座標
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| Out.TexCoord = _texCoord;//テクスチャ座標
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| return Out;
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| }
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| //ピクセルシェーダ
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| float4 PS( VertexShaderResult _vertexResult ):COLOR
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| {
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| // テクスチャの貼り付け
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| return tex2D( texSampler , _vertexResult.TexCoord );
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| }
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| // テクニック
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| // DirectX側でこのテクニックを指定することで
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| // このテクニックで指定した頂点シェーダーとピクセルシェーダーで描画を行う
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| technique SampleShader
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| {
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| pass P0
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| {
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| VertexShader = compile vs_2_0 VS(); // 頂点シェーダーを2.0のシェーダーモデルで描画
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| PixelShader = compile ps_2_0 PS(); // ピクセルシェーダーを2.0のシェーダーモデルで描画
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| }
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| }
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| </pre>
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| ==[[Unity]]のシェーダー==
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| 未稿
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| ==[[OpenGL]]のシェーダー==
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| 未稿
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| ==関連項目== | | ==関連項目== |
| * [[画像処理]] | | *[[画像処理]] |
| * [[シェーディング言語]] | | *[[シェーディング言語]] |
| | *[[MonoGameでシェーダーを使う]] |
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| {{stub}}
| | [[category: コンピューター・グラフィックス]] |
| | [[category: 3DCG]] |
| | [[category: GPU]] |