HLSL (High Level Shader Language)

High Level Shading Language（読み：はいれべるしぇーでぃんぐらんげーじ、通称: HLSL）とは、マイクロソフトによってDirect3D (DirectX)向けに開発されたプログラマブルシェーダーのためのシェーディング言語である。

概要

HLSLはシェーダー特化型の汎用的なプログラミング言語である。

HLSLはNVIDIA Cg（以下Cg言語）の方言であり、Cg言語から安定した仕様のみを採用したサブセットである。

かつてシェーディング言語は、古い技術で固めた「汎用性のGLSL」と、最新鋭の技術を次々取り込む「突撃仕様のCg言語」の二択であった。そしてネットに溢れかえる情報は「最新技術動向」が中心であるためCg言語が圧倒的な勢力となっていった。

しかしならがCg言語はNVIDIA製でありNVIDIA製品でしか使えない。そこで「NVIDIA製のCg言語」を「マイクロソフト製のHLSL」とすることでAMDやIntelなどの他社も宗教上の理由を回避して利用できるようにした。

その後も「最新仕様のCg言語」と「安定仕様のHLSL」というベータ版とリリース版のような体制が続けられたが、2012年にCg言語が更新終了し、以降はHLSLに一本化された。

サブセット

HLSLは環境依存の非常に低い言語であるため、そのサブセットが多数存在する。たとえばMonoGameやPlayStation（サブセットのPSSL）などが採用ある。Unityに至ってはOpenGL向けの実装であってもGLSLではなくHLSLの利用が推奨されている。また、OpenGL後続となるVulkanでもGLSLに加えHLSLのサポートが追加された。

シェーダーとエフェクト

HLSLで書かれたプログラムのソースコードは「エフェクトファイル（拡張子：.fxファイル）」と呼ばれる。MonoGameなんかだとfxファイルをコンパイルして出来上がったものはEffectクラスで保持される。

厳密には「各パイプラインステージでの処理を１つのソースコードに書いたもの」が「エフェクトファイル」なのだが、9割ピクセルシェーダーで処理してるだけだったりするので実質的にイコールであることが多い。

つまり、これが原因で「シェーダー」を指して「エフェクト」と呼ばれることが多々あるのである。非常に紛らわしいがどっちもほぼ同じ意味である。ゲーム界隈で「エフェクト」と言われたらシェーダーの事かもしれないので注意しよう。

扱えるパイプラインステージ

HLSLで扱える機能（パイプラインステージ）は環境により異なる。どの機能が使えるかという制限は大雑把に「シェーダーモデル（英語：Shader Model、通称：SM）」という言葉で表される。2018年時点では「PCからスマホまでカバーするSM3.0」と、ハイエンドPCを想定した「それ以上」の2種類に大分類されると考えておけばよい。

なお、実行環境によりさらに細かな制限がある場合もある。

SM 1.x〜3.0 (Direct3D 9)

• バーテックスシェーダー
• ピクセルシェーダー

MonoGameなどのサブセットではほぼこれである。 iOSやAndroidで幅広い機種をサポートするためには致し方ない感じである。また、OpenGL ES系ではバーテックスシェーダーの書き戻しができないなどの制限もあり、それらは実行時にはじめてエラーになる。気をつけよう。

SM 4.x (Direct3D 10)

• ジオメトリシェーダー

SM 5.x (Direct3D 11/12)

• 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

関連項目

• HLSLの組み込み関数