Ce este un limbaj de umbrire OpenGL®?

Limbajul de umbrire OpenGL® (GLSL) este un limbaj de programare pentru computer conceput special pentru a manipula și controla grafica tridimensională (3D) în timpul procesului de randare direct în unitatea de procesare grafică (GPU) a unei plăci grafice folosind bibliotecile OpenGL®. În esență, limbajul de umbrire OpenGL® oferă programatorilor acces direct la geometria 3D și la randarea la cel mai scăzut nivel posibil, fără a fi necesar să scrie rutine de limbaj de asamblare pentru a interfața cu hardware-ul GPU. Prin utilizarea limbajului de umbrire OpenGL®, efecte precum texturile și geometria generate procedural pot fi implementate și optimizate direct în GPU, accelerând procesul de randare. De asemenea, permite ca funcțiile mai complexe, cum ar fi animația sau efectele speciale, să fie implementate eficient, fără suprasolicitarea codului de nivel superior. Limbajul de umbrire este compilat de GPU în cod executabil, ceea ce înseamnă că implementări și compilatoare specifice pot fi proiectate pentru plăcile grafice individuale, crescând câștigurile de performanță din utilizarea diferitelor shadere.

Pentru toate scopurile practice, limbajul de umbrire OpenGL® este un limbaj de programare complet implementat care imită sintaxa limbajului de programare C în aproape toate felurile, cu excepția variabilelor de tip pointer și a unor directive de preprocesor. Funcțiile definite de utilizator, variabilele și instrucțiunile de ramificare logică și buclă sunt toate acceptate, permițând scrierii programelor complet realizate folosind doar limbajul shader și oferind un nivel de abstractizare care este portabil în diferite sisteme de operare și configurații hardware. Odată ce un program de shader este finalizat, acesta este trecut la GPU, unde este compilat și executat după cum este necesar în timpul procesului de randare.

Un program scris în limbajul de umbrire OpenGL® este transmis în cele din urmă la GPU, unde poate fi compilat de hardware sau drivere produse de producătorul plăcii grafice. Aceasta înseamnă că anumite declarații utilizate în limbaj pot avea codul de octeți compilat real optimizat pentru a funcționa eficient cu caracteristicile hardware specifice ale unei anumite plăci grafice. Acest lucru mărește viteza de execuție și poate extinde funcționalitatea de bază pentru a include opțiuni și efecte speciale de randare care ar putea fi unice pentru o singură placă grafică.

Există trei tipuri de shadere pentru care limbajul de umbrire OpenGL® poate fi folosit pentru a le scrie. Primul este cunoscut sub numele de vertex shader și este conceput pentru a efectua operații complexe pe vârfuri individuale, cum ar fi translatarea, scalarea sau texturarea unui punct în spațiu. Al doilea este un shader geometrie și poate fi folosit pentru a adăuga, elimina sau manipula în alt mod poligoane înainte ca acestea să fie în cele din urmă rasterizate. Fragment shaders, denumite și pixel shaders, pot fi scrise pentru a efectua operații asupra punctelor din scena 3D, deoarece sunt traduse într-o imagine plată bidimensională (2D) pentru afișare pe un ecran, cum ar fi efecte de iluminare sau distorsiuni.