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GLSL 포팅

  • 아티클

중요 API

버퍼 및 셰이더 개체를 생성하고 구성하는 코드를 이동한 후에는 OpenGL ES 2.0의 GLSL(GL 셰이더 언어)에서 Direct3D 11의 HLSL(High-Level Shader Language)로 해당 셰이더 내의 코드를 포팅해야 합니다.

OpenGL ES 2.0에서 셰이더는 gl_Position, gl_FragColor 또는 gl_FragData[n](여기서 n은 특정 렌더링 대상의 인덱스)와 같은 내장 함수를 사용하여 실행 후 데이터를 반환합니다. Direct3D에 특정 내장 함수가 없으며 셰이더는 해당 기본() 함수의 반환 형식으로 데이터를 반환합니다.

꼭짓점 위치 또는 법선과 같은 셰이더 단계 간에 보간하려는 데이터는 다양한 선언을 사용하여 처리됩니다. 그러나 Direct3D에는 이 선언이 없습니다. 오히려 셰이더 단계 간에 전달하려는 모든 데이터는 HLSL 의미 체계로 표시되어야 합니다. 선택한 특정 의미 체계는 데이터의 용도를 나타냅니다. 예를 들어, 조각 셰이더 간에 보간하려는 꼭짓점 데이터를 다음과 같이 선언합니다.

float4 vertPos : POSITION;

또는

float4 vertColor : COLOR;

여기서 POSITION은 꼭짓점 위치 데이터를 나타내는 데 사용되는 의미 체계입니다. 또한 POSITION은 보간 후 픽셀 셰이더에서 액세스할 수 없으므로 특별한 경우입니다. 따라서 픽셀 셰이더에 SV_POSITION으로 입력을 지정해야 하고 보간된 꼭짓점 데이터가 해당 변수에 배치됩니다.

float4 position : SV_POSITION;

의미 체계는 셰이더의 본문(기본) 메서드에 선언할 수 있습니다. 픽셀 셰이더의 경우 렌더링 대상을 나타내는 SV_TARGET[n]이 본문 메서드에 필요합니다. SV_TARGET은 숫자 접미사 없이 렌더링 대상 인덱스 0으로 기본적으로 지정됩니다.

또한 꼭짓점 셰이더가 SV_POSITION 시스템 값 의미 체계를 출력하는 데 필요합니다. 이 의미 체계는 꼭짓점 위치 데이터를 좌표 값으로 확인하며, 여기서 x는 -1과 1 사이, y는 -1과 1 사이, z는 본래 동종 좌표 w 값(z/w)으로 나누고, w는 1을 원래 w 값(1/w)으로 나눈 값입니다. 픽셀 셰이더는 SV_POSITION 시스템 값 의미 체계를 사용하여 화면에서 픽셀 위치를 검색합니다. 여기서 x는 0과 렌더링 대상 너비 사이이고 y는 0과 렌더링 대상 높이 사이입니다(각각 0.5 기준 오프셋). 기능 수준 9_x 픽셀 셰이더는 SV_POSITION 값을 읽을 수 없습니다.

상수 버퍼는 cbuffer로 선언되어야 하며 조회를 위해 특정 시작 레지스터와 연결되어야 합니다.

Direct3D 11: HLSL 상수 버퍼 선언

cbuffer ModelViewProjectionConstantBuffer : register(b0)
{
  matrix mvp;
};

여기서 상수 버퍼는 레지스터 b0을 사용하여 압축된 버퍼를 저장합니다. 모든 레지스터는 b# 형식으로 참조됩니다. 상수 버퍼, 레지스터 및 데이터 압축의 HLSL 구현에 대한 자세한 내용은 HLSL(셰이더 상수)을 참조하세요.

지침

1단계: 꼭짓점 셰이더 포트

간단한 OpenGL ES 2.0 예제에서 꼭짓점 셰이더에는 상수 model-view-projection 4x4 행렬과 두 개의 4좌표 벡터라는 세 가지 입력이 있습니다. 이러한 두 벡터에는 꼭짓점 위치와 해당 색상이 포함됩니다. 셰이더는 위치 벡터를 원근 좌표로 변환하고 래스터화를 위해 이를 gl_Position 내장 항목에 할당합니다. 꼭짓점 색은 래스터화 중에 보간을 위해 다양한 변수에 복사됩니다.

OpenGL ES 2.0: 큐브 개체의 꼭짓점 셰이더(GLSL)

uniform mat4 u_mvpMatrix; 
attribute vec4 a_position;
attribute vec4 a_color;
varying vec4 destColor;

void main()
{           
  gl_Position = u_mvpMatrix * a_position;
  destColor = a_color;
}

이제 Direct3D에서 상수 model-view-projection 행렬은 레지스터 b0에 압축된 상수 버퍼에 포함되며 꼭짓점 위치와 색상은 해당 HLSL 의미 체계인 POSITION 및 COLOR로 특별히 표시됩니다. 입력 레이아웃은 이러한 두 꼭짓점 값의 특정 배열을 나타내므로 이를 보관하고 셰이더 본문 함수(기본)의 입력 매개 변수 형식으로 선언하는 구조체를 만듭니다. (두 개의 개별 매개 변수로 지정할 수도 있지만 번거로울 수 있습니다.) 또한 보간된 위치와 색을 포함하는 이 단계의 출력 형식을 지정하고 꼭짓점 셰이더의 본문 함수에 대한 반환 값으로 선언합니다.

Direct3D 11: 큐브 개체의 꼭짓점 셰이더(HLSL)

cbuffer ModelViewProjectionConstantBuffer : register(b0)
{
  matrix mvp;
};

// Per-vertex data used as input to the vertex shader.
struct VertexShaderInput
{
  float3 pos : POSITION;
  float3 color : COLOR;
};

// Per-vertex color data passed through the pixel shader.
struct PixelShaderInput
{
  float3 pos : SV_POSITION;
  float3 color : COLOR;
};

PixelShaderInput main(VertexShaderInput input)
{
  PixelShaderInput output;
  float4 pos = float4(input.pos, 1.0f); // add the w-coordinate

  pos = mul(mvp, projection);
  output.pos = pos;

  output.color = input.color;

  return output;
}

출력 데이터 형식인 PixelShaderInput은 래스터화 중에 채워지고 조각(픽셀) 셰이더에 제공됩니다.

2단계: 조각 셰이더 포팅

GLSL의 예제 조각 셰이더는 매우 간단합니다. 보간된 색상 값과 함께 gl_FragColor 내장 항목을 제공합니다. OpenGL ES 2.0은 기본 렌더링 대상에 씁니다.

OpenGL ES 2.0: 큐브 개체의 조각 셰이더(GLSL)

varying vec4 destColor;

void main()
{
  gl_FragColor = destColor;
}

Direct3D는 거의 간단합니다. 유일한 중요한 차이점은 픽셀 셰이더의 본문 함수가 값을 반환해야 한다는 것입니다. 색상은 4좌표(RGBA) float 값이므로 float4를 반환 형식으로 나타내고 기본 렌더링 대상을 SV_TARGET 시스템 값 의미 체계로 지정합니다.

Direct3D 11: 큐브 개체의 픽셀 셰이더(HLSL)

struct PixelShaderInput
{
  float4 pos : SV_POSITION;
  float3 color : COLOR;
};


float4 main(PixelShaderInput input) : SV_TARGET
{
  return float4(input.color, 1.0f);
}

위치의 픽셀 색상이 렌더링 대상에 기록됩니다. 이제 화면에 그리기에서 해당 렌더링 대상의 콘텐츠를 표시하는 방법을 살펴보겠습니다!

이전 단계

꼭짓점 버퍼 및 데이터 포팅

다음 단계

화면에 그리기

설명

HLSL 의미 체계와 상수 버퍼의 압축을 이해하면 약간의 디버깅 문제를 줄일 수 있으며 최적화 기회를 제공할 수 있습니다. 기회가 있으면 HLSL(변수 구문), Direct3D 11의 버퍼 소개, 방법: 상수 버퍼 생성을 읽어보세요. 그렇지 않은 경우, 의미 체계 및 상수 버퍼에 대해 염두에 두어야 하는 몇 가지 시작 팁은 다음과 같습니다.

  • 항상 렌더러의 Direct3D 구성 코드를 두 번 검사하여 상수 버퍼의 구조체가 HLSL의 cbuffer 구조체 선언과 일치하고 구성 요소 스칼라 형식이 두 선언에서 일치하는지 확인합니다.
  • 렌더러의 C++ 코드에서 상수 버퍼 선언에서 DirectXMath 형식을 사용하여 적절한 데이터 압축을 보장합니다.
  • 상수 버퍼를 효율적으로 사용하는 가장 좋은 방법은 해당 업데이트 빈도에 따라 상수 버퍼에 셰이더 변수를 구성하는 것입니다. 예를 들어, 프레임당 한 번씩 업데이트되는 일부 균일한 데이터와 카메라가 이동할 때만 업데이트되는 다른 균일한 데이터가 있는 경우 해당 데이터를 별도의 두 상수 버퍼로 분리하는 것이 좋습니다.
  • 적용되지 않았거나 잘못 적용한 의미 체계는 FXC(셰이더 컴파일) 오류의 초기 소스가 됩니다. 두 번 검사하세요! 많은 이전 페이지와 샘플이 Direct3D 11 이전의 다양한 HLSL 의미 체계 버전을 참조하므로 문서가 약간 혼란스러울 수 있습니다.
  • 각 셰이더를 대상으로 하는 Direct3D 기능 수준을 알고 있어야 합니다. 기능 수준 9_*의 의미 체계는 11_1의 의미 체계와 다릅니다.
  • SV_POSITION 의미 체계는 관련된 사후 보간 위치 데이터를 결정하여 값을 조정합니다. 여기서 x는 0과 렌더링 대상 너비 사이입니다. y는 0과 렌더링 대상 높이 사이입니다. z는 원래 같은 유형의 좌표 w 값으로 나눕니다(z/w). w는 원래 w 값으로 1을 나눈 값입니다(1/w).

방법 - 간단한 OpenGL ES 2.0 렌더러를 Direct3D 11로 포팅

셰이더 개체 포팅

꼭짓점 버퍼 및 데이터 포팅

화면에 그리기