「プログラマブルシェーダー」の版間の差分

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'''プログラマブルシェーダー'''([[英語]]:programmable shader)とは、[[グラフィックカード]]上の[[シェーダー]]で独自の[[プログラム]](カスタムシェーダー)を実行させられるものをいう。
 
'''プログラマブルシェーダー'''([[英語]]:programmable shader)とは、[[グラフィックカード]]上の[[シェーダー]]で独自の[[プログラム]](カスタムシェーダー)を実行させられるものをいう。
  
== 概要 ==
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==概要==
 
初期の[[シェーダー]]は「[[ハードウェアT&L]](最近では対義語的に[[固定シェーダー]]と呼ばれることが多い)」などと呼ばれ、いわゆる[[API]]的な感じで「ライティングをする」などの固定機能が[[GPU]]に用意されており、[[プログラマー]]は何も考えずポリゴンモデルやテクスチャや座標などを[[GPU]]に送信すると表示用の一枚ペラの絵が返ってくるというものであった。この方式は簡潔明瞭という利点と、だれが作っても似たように絵になるという欠点があった。
 
初期の[[シェーダー]]は「[[ハードウェアT&L]](最近では対義語的に[[固定シェーダー]]と呼ばれることが多い)」などと呼ばれ、いわゆる[[API]]的な感じで「ライティングをする」などの固定機能が[[GPU]]に用意されており、[[プログラマー]]は何も考えずポリゴンモデルやテクスチャや座標などを[[GPU]]に送信すると表示用の一枚ペラの絵が返ってくるというものであった。この方式は簡潔明瞭という利点と、だれが作っても似たように絵になるという欠点があった。
  
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== デバッグ ==
 
== デバッグ ==
ステップ実行やウォッチ変数などを搭載した「まとも」な[[デバッガ]]があるのは[[HLSL]]だけである。[[Visual Studio]] (communityエディションにもある)に搭載されている「Visual Studio Graphics Analyzer」しか存在しない。これは[[CPU]]上で[[GPU]]を[[エミュレーション]]し、その上で「最初の1[[スレッド]]目だけ再現」しているらしい。
 
  
[[Xcode]]と[[Metal]]ではパイプラインの実行順序くらいしか確認できないので[[デバッガ]]はないに等しい。[[GLSL]]は[[WebGL]]を使った「見た目で[[デバッグ]]」という[[ウェブサービス]]があるが計算ミスまでは特定できない。GPUだと「print文でログや変数表示」などという原始的なデバッグすらできないので「まとも」な[[デバッガ]]の存在は非常に重要なのである。
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=== HLSL ===
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Visual Studio Graphics Analyzerで行う。
  
プログラマブルシェーダーを使うのであれば、環境を問わず、まずはHLSLで書いて、そこから移植するというのが正しい手順であると言える。OpenGLの中の人達が作ったValkanではGLSLに加えHLSLも採用された。宗教上の理由だけでは超えられない壁があるということである。
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* 「デバッグ」→「グラフィックス」→「グラフィックス デバッグの開始」
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* フレームキャプチャを行う
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* サムネイルの上にあるフレーム番号をクリックする
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* Visual Studio Graphics Analyzerが起動する
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=== Metal ===
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Xcodeで行う。
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* 普通にデバッグ実行する
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* 中段ツールバー(ステップ実行などがあるところ)のカメラアイコンをクリックする
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** 右側デバッグナビゲーターに「GPU」が追加され、メインウインドウが切り替わる
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** 中段ツールバーも入れ替わり、ゴキブリアイコンが登場する
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* 中段ツールバーのゴキブリアイコンをクリックする
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** バーテックスシェーダか、フラグメントシェーダかを選ぶダイアログが表示される
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*** 上部のタブでバーテックスシェーダとフラグメントシェーダを切り替え
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*** 中段のメインウインドウでポリゴンやピクセルを選ぶ
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*** 下部の「DEBUG」ボタンを押すとステップ実行やウォッチ変数の表示が開始される
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=== GLSL ===
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目視。ひたらす目視。OpenGL系にステップ実行やウォッチ変数など求めてはいけない。
  
 
==関連項目==
 
==関連項目==

2019年8月14日 (水) 04:54時点における版

プログラマブルシェーダー英語:programmable shader)とは、グラフィックカード上のシェーダーで独自のプログラム(カスタムシェーダー)を実行させられるものをいう。

概要

初期のシェーダーは「ハードウェアT&L(最近では対義語的に固定シェーダーと呼ばれることが多い)」などと呼ばれ、いわゆるAPI的な感じで「ライティングをする」などの固定機能がGPUに用意されており、プログラマーは何も考えずポリゴンモデルやテクスチャや座標などをGPUに送信すると表示用の一枚ペラの絵が返ってくるというものであった。この方式は簡潔明瞭という利点と、だれが作っても似たように絵になるという欠点があった。

これをアセンブラのようなプログラミング言語で自前で記述できるようにしたのがプログラマブルシェーダーである。後にHLSLGLSLなどの高級言語などが登場したが、それでも3Dを扱うプログラマーに求められる作業量・記述量は劇的に増えた。

その結果、よほどの事がないかぎり固定シェーダーでこと足りるのにそんなアホくさいことに労力を割くのは得策ではないとしてUnityUnreal Engineなどのゲームエンジンが爆発的に普及した。

デバッグ

HLSL

Visual Studio Graphics Analyzerで行う。

  • 「デバッグ」→「グラフィックス」→「グラフィックス デバッグの開始」
  • フレームキャプチャを行う
  • サムネイルの上にあるフレーム番号をクリックする
  • Visual Studio Graphics Analyzerが起動する

Metal

Xcodeで行う。

  • 普通にデバッグ実行する
  • 中段ツールバー(ステップ実行などがあるところ)のカメラアイコンをクリックする
    • 右側デバッグナビゲーターに「GPU」が追加され、メインウインドウが切り替わる
    • 中段ツールバーも入れ替わり、ゴキブリアイコンが登場する
  • 中段ツールバーのゴキブリアイコンをクリックする
    • バーテックスシェーダか、フラグメントシェーダかを選ぶダイアログが表示される
      • 上部のタブでバーテックスシェーダとフラグメントシェーダを切り替え
      • 中段のメインウインドウでポリゴンやピクセルを選ぶ
      • 下部の「DEBUG」ボタンを押すとステップ実行やウォッチ変数の表示が開始される

GLSL

目視。ひたらす目視。OpenGL系にステップ実行やウォッチ変数など求めてはいけない。

関連項目

  • CUDA = 最先端、NVIDIA製品でしか動かない
  • HLSL = CUDAから実験的な機能を排除したもの。唯一まともなデバッガがある。
  • GLSL = OpenGLValkanなどで使われている。
  • Metal = Apple製品はOpenGLが禁止されこれ一本になった