Shadingkielillä

Shadingkielillä tarkoitetaan ohjelmointikieliä, joilla määritellään grafiikkaprosessorin GPU:n varjostuslaskenta reaaliaikaisessa renderöinnissä. Niitä kirjoitetaan shader-ohjelmina, kuten vertex- ja fragment-shadereina, sekä mahdollisesti geometrian, tessellationin tai compute-shadereina. Shadereiden tehtävänä on laskea pintojen värejä, valaisua, tekstuurien hakua sekä toteuttaa visuaalisia efektejä.

Yleisimmät shader-tilat ovat vertex- ja fragment-shaderit, ja lisäksi käytetään geometrian-, tessellation- sekä compute-shadereita. Moderni renderöintiputki koostuu näistä vaiheista, joita ohjataan shadingkielien ohjelmoinnilla. Shadereiden avulla määritellään, miten kolmiulotteiset mallit muunnetaan ruudulle, sekä miten pintojen ominaisuudet lasketaan valaistuksessa ja tekstuurien avulla.

Suosituimmat shading-kielet ovat GLSL (OpenGL/WebGL), HLSL (DirectX), Metal Shading Language (MSL) sekä WGSL (WebGPU). SPIR-V toimii yhteentoimivana välitasona monissa putkistoissa, ja sitä käytetään erityisesti Vulkan- ja WebGPU -ympäristöissä. Cg on historiallinen esimerkki, jota nykyisin käytetään vähän. Syntaksi ja ohjelmointimallit vaihtelevat, mutta perusidea säilyy: shader-koodi ajetaan GPU:lla ja vaikuttaa renderöinnin lopputulokseen.

Käyttökohteita ovat valaistus ja varjostus (esim. PBR-mallit), tekstuurien hakeminen sekä post-process-efektit kuten bloom, sävyjen kartoitus ja ambient occlusion. Shadingkielien valintaan vaikuttavat käytetty API ja laitteistoyhteensopivuus sekä projektin tarpeet. Historia on ollut tiivis kehitys OpenGL-, DirectX-, Metal- ja WebGPU -maisemassa, ja nykyisin WGSL sekä SPIR-V ovat keskeisiä standardeja.