Shaderprogrammet

Shaderprogrammet er et program som kjører på grafikkprosessoren (GPU) og styrer hvordan en 3D-scene omdannes til et bilde. Det består vanligvis av én eller flere shader-koder som oversettes og lenkes til et kjørbart program i grafikkdriveren. Shaderprogrammet kjøres som del av rendering-pipen og kan påvirke posisjon, farge, belysning og andre visuelle effekter.

Shaderstegene bestemmer hvordan data flyter gjennom grafikkpipelinen. Vanlige steg inkluderer vertex shaders som transformerer vertexdata (posisjon, normaler, teksturkoordinater) og fragment shaders som beregner endelig farge per fragment. Mange API-er støtter også geometriske shaders, tessellasjon shaders og compute shaders for generell beregning. Ikke alle programmer bruker alle steg; et program kan ha bare en vertex- og en fragment-shader.

Livssyklusen for shaderprogrammer varierer mellom API-er. I OpenGL og WebGL bygges individuelle shader-koder (vertex, fragment, og eventuelt andre) opp, blir kompilert og lenket til et programobjekt som aktiveres med et kommandoanrop. I Vulkan og DirectX brukes tilsvarende shaderenheter, ofte kompilert til mellomformat (SPIR-V i Vulkan; HLSL/ DXIL i DirectX) og koblet inn i en grafisk pipeline. Dette gjør feilsøking og caching viktig.

Effekt og ytelse avhenger av shader-koden og hvordan data hentes og bindes i pipelinen. Viktig praksis inkluderer bruk av uniform- og sampler-variabler, unngå unødvendige beregninger og minimere minne-tilgang. Moderne motorer tilbyr materialsystemer som kapsler shaderprogrammer i høyere nivåer.

Historisk utviklet shaderprogrammering seg fra fast grafikk til fullt programmable pipeline fra 1990-tallet. Standarder som GLSL, HLSL og SPIR-V har vært sentrale. Shaderprogrammer er i dag en kjernekomponent i grafikkapplikasjoner og spillmotorer.