ShaderModelle

ShaderModelle sind Spezifikationen, die von Grafikkartenherstellern und API-Anbietern festgelegt werden, um die Fähigkeiten der programmierbaren Shader-Pipeline zu definieren. Sie legen fest, welche Shader-Stufen programmierbar sind (Vertex-Shader, Fragment-/Pixel-Shader, Geometrie-Shader) und welche neuen Stufen wie Hull-/Domain-Shader für Tessellation sowie Compute-Shader unterstützt werden. Außerdem geben sie Grenzwerte für Instruktionen, Register, Speicherzugriffe und Ressourcentypen vor. Die Modelle beeinflussen Kompatibilität, Leistung und Feature-Verfügbarkeit über Treiber, APIs (Direct3D, OpenGL/Vulkan, Metal) und Hardware hinweg.

Die Entwicklung begann mit dem Übergang von festen Funktionen zu programmierbaren Pipelines. Erste ShaderModelle (z. B. DirectX ShaderModel 1.x) führten Vertex- und Pixel-Shading ein. Im Verlauf von SM 2.x und SM 3.x wurden Programmierbarkeit, Kontrollfluss und Texturfeatures erweitert. Mit DirectX 10/ShaderModel 4.x kam Geometrie-Shading hinzu. DirectX 11/ShaderModel 5.x integrierte Compute-Shaders sowie Tessellation (Hull- und Domain-Shaders). Die neueren ShaderModelle (6.x) begleiten DirectX 12 und erhöhen sowohl Compute- als auch Grafik-Funktionen, teils mit Mesh-/Task-Shading-Features, sowie verbesserte Ressourcenverwaltung.

Für Entwickler bedeutet die Wahl des ShaderModelle, dass bestimmte Funktionen verfügbar oder eingeschränkt sind und Zielhardware entsprechendes Profil erfordert. Die Shader-Programmiersprachen wie HLSL, GLSL oder Metal-Shading-Language werden entsprechend der Zielplattform kompiliert. Engines und Tools bieten oft Abwärtskompatibilität, verlangen aber eine gezielte Optimierung für das gewählte Modell.