Шейдер
Шейдер это программа которая запускается на графическом процессоре чтобы определить, как объект должен быть отрисован. Source использует шейдеры для всего в 3D мире.
Шейдеры манипулируют управляются параметрами, содержащимися в файлах Материалов. В то время как самые распространенные довольно просты, существуют очень сложные для обработки таких эффектов, как тени в реальном времени, освещение и преломление.
Contents
Типы
Существует две вариации шейдеров, Пиксельные шейдеры и Вершинные шейдеры. Каждый из них выполняет разные задачи в конвейере данных рендера. Шейдеры формируют замену для фиксированных функций конвейера-данных и позволяет разработчикам лучший контроль над выводом рендеринга, предоставляя возможность динамического изменения пикселей и вершин*. SDK включает множество существующих шейдеров .
Шейдерные языки
В настоящее время существует три основных языка шейдеров: High Level Shader Language (HLSL), C for Graphics (Cg) и OpenGL Shading Language (GLSL). Source engine использует шейдеры на основе HLSL. Однако Cg очень схож с Cg шейдерами поэтому может быть быстро и просто портирован под HLSL.
Шейдерные модели
Шейдерная модель определяет как продвинутые методы шейдинга могут попасть на графическую карту. Это не позволяет старым графическим картам физически распознавать новые методы шейдинга.
Современные версии Source поддерживают Shader Model 2.0 (включая Pixel Shader 2.0b) и Shader Model 3.0.
Note:Шейдеры написанные под SM3 могут не работать должным образом на системах Mac и Linux из-за отсутствия поддержки Valve's runtime graphics wrapper, togl. Вы должны планировать сделать SM2.0b версию вашего шейдера, если вы планируете поддерживать эти OC.Когда создаёшь шейдеры под новые видео карты важно не забывать поддерживать тех, у кого есть старые видео карты или вы быстро ограничите спецификации вашей игры только несколькими избранными. Старые графические карты могут потребовать указания так называемых "резервных шейдеров", где резервный шейдер (использующий более старую модель шейдера) будет использоваться в случае сбоя нового шейдера.
Если вы хотите узнать подробнее о спецификации различных моделей шейдеров, смотрите Статью в википедии.
Дополнительные сведения о создании шейдеров для использования в движке Source см. в разделе Создание шейдеров.
Vertex шейдеры
Вершинные шейдеры применяются для каждой вершины, запущенной в программируемом конвейере. Its most basic goal is to transform geometry into screenspace coordinates so that the Pixel shader can rasterize an image. Vertex shaders can modify these position coordinates to perform mesh deformation. They can also receive additional information from the mesh, including normals, tangents, and texture coordinates. The vertex shader then writes to output registers; the written values are then interpolated across the vertices in the pixel shaders. Вершинные шейдеры не могут создавать вершины.
Ниже приведен сильно прокомментированный пример вершинного шейдера, готовый к использованию в Source.
Пример Вершинного шейдера
This is a pass through shader - in so far as it makes no major modification to the vertex data, instead just passing the data through to the pixel shader stage.
// common vertex shader defines provided with this header #include "common_vs_fxc.h"
// define an output structure struct VS_OUTPUT { // position vector (float4) float4 pos : POSITION0; // texture coordinates (uv - float2) float2 texCoord : TEXCOORD0; };
// main function - note C style definition // takes a position vector (float4) // returns a VS_OUTPUT struct VS_OUTPUT main( float4 inPos: POSITION ) { // declare an empty VS_OUTPUT to fill VS_OUTPUT o = (VS_OUTPUT) 0;
// compute the sign of the input position inPos.xy = sign( inPos.xy); // set the output position using the xy of the input o.pos = float4( inPos.xy, 0.0f, 1.0f);
// get into range [0,1] o.texCoord = (float2(o.pos.x, -o.pos.y) + 1.0f)/2.0f; return o; }
Пиксельные шейдеры
Pixel shaders are applied for each pixel rendered to the screen. A pixel shader expects input from interpolated vertex values, which it then uses to rasterize the image. Pixel shaders can produce a huge range of effects involving the color of individual pixels such as refraction, per-pixel lighting or reflection.
A heavily commented example pixel shader, ready for use in Source is provided below.
Пример пиксельного шейдера
The pixel shader below is intended for use as a post-process shader and creates a grayscale effect.
// specify a texture sampler, the actual source of this is specified in a vmt sampler2D Texture0 : register( s0 );
// same function declaration style as vertex shaders // pixel shaders return the colour value of the pixel (hence the float4) float4 main( float2 texCoord : TEXCOORD0 ) : COLOR { // sample the texture at the specified texture coordinates float4 tex = tex2D( Texture0, texCoord );
// greyscale the pixel colour values // - perform a dot product between the pixel colour and the specified vector // - 0.222, 0.707, 0.071 is found throughout image processing for gray scale effects. float4 grey = dot(float3(0.222, 0.707, 0.071), tex);
// return the pixel colour in the form of a float4. return grey; }
Applications of shaders in Source
Source Engine поставляет две отдельные формы шейдеров, Постпроцесс и Pre-Object, большинство эффектов и материалов используемых в Source Engine, в сильно зависят от компонентов пиксельного шейдера.
Постпроцесс
Постпроцессный шейдер, это обычный Пиксельный шейдер работающий на кваде, отображаемый по всему экрану. Квад тексурирован копией из фрейм-буфера, Пиксельный шейдер может заменить и модифицировать выходной рендер чтобы создать разнообразные эффекты, например, базовая модификация цвета для более продвинутых процессов, таких как размытие движения и свечение.
Note: Эта информация не актуальна и файлы более не включены в SDK. sdk_bloom.cpp и sdk_bloom.ps20.fxc определяют один возможный шейдер, который может быть использован, как альтернативный пример.Source SDK предоставляет пример этой формы шейдера в файлах постпроцесса (sdk_postprocess.cpp, sdk_postprocess_vs20.fxc, и sdk_postprocess_ps20.fxc)
Продвинутые шейдеры постпроцесса, такие как шейдеры свечения и размытие движения, входящие в состав source, могут нуждаться в использовании пользовательских Целей Рендеринга
Per-object
A Per-Object shader in the Source engine is used on any object with the shader referenced in the relevant Valve Material (.vmt) file, such as a model or piece of brushwork. A Per-Object shader could be used to create a refractive material, modify a models vertices dynamically or other advanced rendering effects.
The Source SDK provides an example of a Per-Object shader in the lightmap files ( sdk_lightmap.cpp, sdk_lightmap_vs20.fxc, and sdk_lightmap_ps20.fxc)
