OpenGL Shading Language — Википедия
OpenGL Shading Language | |
---|---|
Тип | язык для программирования шейдеров[вд] и язык программирования |
Разработчик | Khronos Group |
Операционная система | Кроссплатформенное программное обеспечение |
Первый выпуск | 2004 |
Последняя версия | 4.60.5 (14 июня 2018) |
Сайт | opengl.org |
GLSL (OpenGL Shading Language, Graphics Library Shader Language) — язык высокого уровня для программирования шейдеров. Разработан в целях математических расчетов, которые обычно требуются для выполнения растеризации графики. Синтаксис языка базируется на языке программирования ANSI C, однако, из-за его специфической направленности, из него были исключены многие возможности, для упрощения языка и повышения производительности. В язык включены дополнительные функции и типы данных, например для работы с векторами и матрицами.
OpenGL Shading Language (GLSL) версии 4.0 даёт разработчикам небывалую мощь и гибкость при создании современных интерактивных программ. Появляется возможность напрямую и в полной мере использовать силу современных графических процессоров (GPUs) благодаря мощному языку и API (англ. Application Programming Interface). Программы на GLSL не существуют сами по себе, а входят как составная часть в большую программу для OpenGL.
На сегодняшний день OpenGL Shading Language (GLSL) является основной составной частью OpenGL API[1]. Забегая вперёд скажем, что всякая программа для OpenGL внутри себя использует одну или несколько GLSL-программ. Эти мини-программы на GLSL называются шейдерами. Программа-шейдер исполняется в графическом процессоре и реализует алгоритмы эффектов освещенности и закраски для 3-мерных изображений. При этом программа-шейдер способна на большее, чем реализация только алгоритма закраски поверхностей. Они также могут создавать анимацию, мозаику и даже общие математические вычисления. Программа-шейдер предназначена к исполнению прямо в графическом процессоре и часто с применением параллельных вычислений. Например фрагментный шейдер исполняется один раз для каждого пикселя, а вычисления запускаются одновременно в разных потоках графического процессора. Число процессоров в графической подсистеме определяет число одновременных потоков. Всё это делает программы-шейдеры необычайно эффективными и позволяет программисту очень легко задействовать параллельные вычисления. Вычислительная мощность современных графических подсистем впечатляет. В следующей таблице приведены количества шейдер-процессоров в некоторых моделях платах NVIDIA GeForce 900 .
Основное преимущество GLSL перед другими шейдерными языками — переносимость кода между платформами и ОС.
Язык GLSL используется в OpenGL, в OpenGL ES и WebGL используется язык GLSL ES (OpenGL ES Shading Language).
История
[править | править код]Изначально GLSL 1.10 стал доступен в виде набора расширений GL_ARB_shading_language_100, GL_ARB_shader_objects, GL_ARB_vertex_shader , GL_ARB_fragment_shader. Но уже начиная с OpenGL 2.0, GLSL включен в ядро.
Начиная с OpenGL 3.3, GLSL меняет нумерацию версий. Теперь номер версии GLSL будет соответствовать версии OpenGL[2].
GLSL версия | OpenGL версия | Дата |
---|---|---|
1.10.59[3] | 2.0 | 30 Апреля 2004 |
1.20.8[4] | 2.1 | 7 Сентября 2006 |
1.30.10[5] | 3.0 | 22 Ноября 2009 |
1.40.08[6] | 3.1 | 22 Ноября 2009 |
1.50.11[7] | 3.2 | 4 Декабря 2009 |
3.30.6[8] | 3.3 | 11 Марта 2010 |
4.00.9[9] | 4.0 | 24 Июля 2010 |
4.10.6[10] | 4.1 | 24 Июля 2010 |
4.20.11[11] | 4.2 | 12 Декабря 2011 |
4.30.8[12] | 4.3 | 7 Февраля 2013 |
4.40.9[13] | 4.4 | 16 Июня 2014 |
4.50.7[14] | 4.5 | 9 Мая 2017 |
4.60.5[15] | 4.6 | 14 Июня 2018 |
GLSL ES версия | OpenGL ES версия | WebGL версия | Основан на GLSL версии | Дата |
---|---|---|---|---|
1.00.17[16] | 2.0 | 1.0 | 1.20 | 12 Мая 2009 |
3.00.6[17] | 3.0 | 2.0 | 3.30 | 29 Января 2016 |
GLSL 1.50
[править | править код]Добавлена поддержка геометрических шейдеров, для которых ранее использовались расширения GL_ARB_geometry_shader4, GL_EXT_geometry_shader4.
Пример простого вершинного шейдера (Vertex Shader) на GLSL
[править | править код]Преобразование входной вершины так же, как это делает стандартный конвейер.
void main(void) { gl_Position = ftransform(); }
Замечание: ftransform() больше не поддерживается GLSL с версии 1.40 и GLSL ES с версии 1.0. Теперь программисты должны управлять матрицами проекции и трансформации модели в соответствии со стандартом OpenGL 3.1.
#version 140 uniform Transformation { mat4 projection_matrix; mat4 modelview_matrix; }; in vec3 vertex; void main() { gl_Position = projection_matrix * modelview_matrix * vec4(vertex, 1.0); }
Пример простого геометрического шейдера (Geometry Shader) на GLSL
[править | править код]Простой шейдер, работающий с цветом и положением.
#version 120 #extension GL_EXT_geometry_shader4 : enable void main() { for(int i = 0; i < gl_VerticesIn; ++i) { gl_FrontColor = gl_FrontColorIn[i]; gl_Position = gl_PositionIn[i]; EmitVertex(); } }
В OpenGL 3.2 с GLSL 1.50 геометрические шейдеры были добавлены в «core functionality» что означает, что теперь не нужно использовать расширения. Однако, синтаксис достаточно сложен.
Простой шейдер, передающий положения вершин треугольников на следующий этап.:
#version 150 layout(triangles) in; //тип входных данных - треугольники layout(triangle_strip, max_vertices = 3) out; //тип выходных данных - цепочка треугольников, не более 3 вершин (то есть один треугольник) void main() { for(int i = 0; i < gl_in.length(); i++) { gl_Position = gl_in[i].gl_Position; EmitVertex(); //создалась выходная вершина, содержащая копию всех активных выходных данных, в данном случае только gl_Position } EndPrimitive(); }
Пример простого фрагментного шейдера (Fragment Shader) на GLSL
[править | править код]Создаёт тексель красного цвета..
#version 120 void main(void) { gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0); }
В GLSL 1.30 и новее используется следующая функция:
glBindFragDataLocation(Program, 0, "MyFragColor");
где: Program — указатель на программу; 0 — номер буфера цвета, если вы не используете MRT(Multiple Render Targets), значение должно быть равно 0; «MyFragColor» — имя выходной переменной шейдерной программы, записывающей в данный буфер.
#version 150 void main(void) { MyFragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0); }
IDE
[править | править код]- Shader Config
- Render Monkey
- Mac OpenGL Shader Builder Архивная копия от 20 августа 2011 на Wayback Machine
- OpenGL Shader Designer Архивная копия от 6 июня 2013 на Wayback Machine
- Shader Maker (GPL)
- Polydraw Архивная копия от 16 апреля 2012 на Wayback Machine
См. также
[править | править код]Литература
[править | править код]- Боресков Алексей. Разработка и отладка шейдеров. — БХВ-Петербург, 2006. — 488 с. — ISBN 5-94157-712-5.
- Боресков Алексей. Расширения OpenGL. — БХВ-Петербург, 2005. — 688 с. — ISBN 5-94157-614-5.
Примечания
[править | править код]- ↑ OpenGL News Archives . www.opengl.org. Дата обращения: 16 апреля 2025.
- ↑ OpenGL 3.3 & 4.0 breathe new life into existing graphics hardware and pave the way for next gen GPUs . Nick Haemel (11 марта 2010). Дата обращения: 13 марта 2010. Архивировано из оригинала 10 апреля 2012 года.
- ↑ GLSL Language Specification, Version 1.10.59 . Дата обращения: 28 сентября 2018. Архивировано 28 сентября 2018 года.
- ↑ GLSL Language Specification, Version 1.20.8 . Дата обращения: 28 сентября 2018. Архивировано 5 апреля 2019 года.
- ↑ GLSL Language Specification, Version 1.30.10 . Дата обращения: 28 сентября 2018. Архивировано 19 января 2019 года.
- ↑ GLSL Language Specification, Version 1.40.8 . Дата обращения: 28 сентября 2018. Архивировано 11 августа 2017 года.
- ↑ GLSL Language Specification, Version 1.50.11 . Дата обращения: 28 сентября 2018. Архивировано 29 апреля 2016 года.
- ↑ GLSL Language Specification, Version 3.30.6 . Дата обращения: 28 сентября 2018. Архивировано 11 августа 2017 года.
- ↑ GLSL Language Specification, Version 4.00.9 . Дата обращения: 28 сентября 2018. Архивировано 12 августа 2017 года.
- ↑ GLSL Language Specification, Version 4.10.6 . Дата обращения: 28 сентября 2018. Архивировано 19 января 2019 года.
- ↑ GLSL Language Specification, Version 4.20.11 . Дата обращения: 28 сентября 2018. Архивировано 19 января 2019 года.
- ↑ GLSL Language Specification, Version 4.30.8 . Дата обращения: 28 сентября 2018. Архивировано 28 сентября 2018 года.
- ↑ GLSL Language Specification, Version 4.40.9 . Дата обращения: 28 сентября 2018. Архивировано 28 сентября 2018 года.
- ↑ GLSL Language Specification, Version 4.50.7 . Дата обращения: 28 сентября 2018. Архивировано 19 июля 2019 года.
- ↑ GLSL Language Specification, Version 4.60.5 . Дата обращения: 28 сентября 2018. Архивировано 12 августа 2018 года.
- ↑ GLSL ES Language Specification, Version 1.00, revision 17 . Дата обращения: 19 июня 2018. Архивировано 13 июля 2018 года.
- ↑ GLSL ES Language Specification, Version 3.00, revision 6 . Дата обращения: 19 июня 2018. Архивировано 4 марта 2018 года.
Ссылки
[править | править код]Статьи
- http://www.gamedev.ru Архивная копия от 29 января 2010 на Wayback Machine
- http://mirgames.ru/
Спецификации
- GLSL Language Specification, Version 1.50 Архивировано 5 февраля 2012 года.
- GLSL Language Specification, Version 1.40 Архивная копия от 20 июня 2010 на Wayback Machine
- GLSL Language Specification, Version 1.30 Архивировано 5 февраля 2012 года.
- GLSL Language Specification, Version 1.20 Архивировано 5 февраля 2012 года.
- OpenGL Fragment Shader Specification
- OpenGL Vertex Shader Specification
- OpenGL Shader Objects Specification Архивная копия от 21 октября 2009 на Wayback Machine
- OpenGL Geometry Shader Specification Архивная копия от 20 июня 2010 на Wayback Machine
Стиль этой статьи неэнциклопедичен или нарушает нормы литературного русского языка. |