Che cos'è un linguaggio di ombreggiatura OpenGL®?
Il linguaggio di ombreggiatura OpenGL® (GLSL) è un linguaggio di programmazione progettato specificamente per manipolare e controllare la grafica tridimensionale (3D) durante il processo di rendering direttamente all'interno dell'unità di elaborazione grafica (GPU) di una scheda grafica utilizzando le librerie OpenGL®. In sostanza, il linguaggio di ombreggiatura OpenGL® offre ai programmatori l'accesso diretto alla geometria 3D e al rendering al livello più basso possibile senza realmente dover scrivere routine di linguaggio assembly per interfacciarsi con l'hardware GPU. Attraverso l'uso del linguaggio di ombreggiatura OpenGL®, effetti come trame e geometria generati proceduralmente possono essere implementati e ottimizzati direttamente all'interno della GPU, accelerando il processo di rendering. Inoltre, consente di implementare in modo efficiente funzioni più complesse, come animazioni o effetti speciali, senza l'overhead di un codice di livello superiore. Il linguaggio di shading è compilato dalla GPU in codice eseguibile, il che significa che implementazioni e compilatori specifici possono essere progettati per le singole schede grafiche, aumentando i guadagni di prestazioni dall'uso dei diversi shader.
Per tutti gli scopi pratici, il linguaggio di ombreggiatura OpenGL® è un linguaggio di programmazione completamente implementato che imita la sintassi del linguaggio di programmazione C in quasi tutti i modi, ad eccezione delle variabili di tipo puntatore e di alcune direttive del preprocessore. Le funzioni definite dall'utente, le variabili e le istruzioni logiche di ramificazione e loop sono tutte supportate, consentendo di scrivere programmi completamente realizzati usando solo il linguaggio shader e fornendo un livello di astrazione portatile su diversi sistemi operativi e configurazioni hardware. Una volta completato, un programma shader viene passato alla GPU, dove viene compilato ed eseguito secondo necessità durante il processo di rendering.
Un programma scritto nel linguaggio di ombreggiatura OpenGL® viene infine passato alla GPU, dove può essere compilato da hardware o driver prodotti dal produttore della scheda grafica. Ciò significa che alcune istruzioni utilizzate all'interno del linguaggio possono avere il loro codice byte compilato effettivo ottimizzato per funzionare in modo efficiente con le caratteristiche hardware specifiche di una scheda grafica specifica. Ciò aumenta la velocità di esecuzione e può estendere le funzionalità di base per includere opzioni ed effetti di rendering speciali che potrebbero essere unici per una singola scheda grafica.
Esistono tre tipi di shader che il linguaggio di ombreggiatura OpenGL® può essere utilizzato per scrivere. Il primo è noto come shader di vertici ed è progettato per eseguire operazioni complesse su singoli vertici, come la traduzione, il ridimensionamento o la trama di un punto nello spazio. Il secondo è uno shader di geometria e può essere utilizzato per aggiungere, rimuovere o altrimenti manipolare i poligoni prima che vengano infine rasterizzati. Gli shader di frammenti, chiamati anche pixel shader, possono essere scritti per eseguire operazioni sui punti della scena 3D mentre vengono tradotti in un'immagine bidimensionale piatta (2D) per la visualizzazione su uno schermo, come effetti di luce o distorsioni.