シェーダー
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。
目次
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。
頂点シェーダー
未稿
ピクセルシェーダー
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。 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。
例:グレースケール化
//おまじない struct PS_INPUT { float4 DiffuseColor : COLOR0; float4 SpecularColor : COLOR1; float2 TextureCoord0 : TEXCOORD0; float2 TextureCoord1 : TEXCOORD1; }; struct PS_OUTPUT { float4 Output : COLOR0; }; sampler DiffuseMapTexture : register(s0); //メインのプログラムを書く PS_OUTPUT main(PS_INPUT PSInput) { PS_OUTPUT PSOutput; float4 nowColor; //指定された場所のテクスチャの色を取得するおまじない nowColor=tex2D(DiffuseMapTexture,PSInput.TextureCoord0); //グレースケールにする計算 PSOutput.Output.r=0.298912f*nowColor.r+0.586611f*nowColor.g+0.114478f*nowColor.b; PSOutput.Output.g=PSOutput.Output.r; PSOutput.Output.b=PSOutput.Output.r; PSOutput.Output.a=nowColor.a; //計算結果を返す return PSOutput; }
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
なお、ファイルの拡張子は.fxとなっている
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)
//グローバル変数 float4x4 worldViewProjMat; //射影変換用行列 //テクスチャ texture modelTexture; // テクスチャ情報の格納 // サンプラー(テクスチャの状態を規定する構造体) sampler texSampler = sampler_state { Texture =<modelTexture>; MinFilter =LINEAR; MagFilter =LINEAR; MipFilter =NONE; AddressU =Clamp; AddressV =Clamp; }; //頂点シェーダからピクセルシェーダーに渡す構造体 struct VertexShaderResult { float4 Position : POSITION; float2 TexCoord : TEXCOORD0; }; //頂点シェーダ VertexShaderResult VS( float4 _pos:POSITION, float2 _texCoord:TEXCOORD) { VertexShaderResult Out = (VertexShaderResult )0;//出力データ Out.Position = mul(_pos, worldViewProjMat);//位置座標 Out.TexCoord = _texCoord;//テクスチャ座標 return Out; } //ピクセルシェーダ float4 PS( VertexShaderResult _vertexResult ):COLOR { // テクスチャの貼り付け return tex2D( texSampler , _vertexResult.TexCoord ); } // テクニック // DirectX側でこのテクニックを指定することで // 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 technique SampleShader { pass P0 { 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 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 } }
Unityのシェーダー
未稿
OpenGLのシェーダー
未稿