OpenGL Shading Language

Avec l'évolution des cartes graphiques, de nouvelles fonctionnalités ont été ajoutées pour permettre une plus grande flexibilité dans le pipeline de rendu au niveau du traitement des sommets (aussi appelé « vertex ») et des fragments. Ces éléments sont devenus programmables à l'aide de shaders de fragments et de sommets.

À l'origine, cette fonctionnalité s'obtenait en écrivant des shaders en ARB assembly language (en), une tâche complexe et peu intuitive. L'OpenGL Architecture Review Board a créé l'OpenGL Shading Language pour fournir une méthode plus intuitive de programmation des processeurs graphiques tout en conservant les avantages d'un standard libre qui a fait l'histoire d'OpenGL.

Initialement introduit comme une extension d'OpenGL 1.4, GLSL a été officiellement inclus dans le noyau d'OpenGL 2.0 en 2004 par l'OpenGL ARB. Il s'agissait de la première révision majeure d'OpenGL depuis sa version 1.0 en 1992.

Plusieurs des avantages de GLSL :

• Une compatibilité multiplateforme sur plusieurs systèmes d'exploitation, incluant Linux, macOS et Windows.
• La possibilité d'écrire des shaders pouvant être utilisés sur la carte graphique de n'importe quel fournisseur de matériel prenant en charge le GLSL.
• Chaque fournisseur de matériel inclut un compilateur GLSL dans son pilote, permettant ainsi à chaque fournisseur de créer un code optimisé pour l’architecture de sa carte graphique.

Les versions de GLSL ont évolué parallèlement à des versions spécifiques de l'API OpenGL. Ce n'est qu'avec les versions 3.3 et ultérieures d'OpenGL que les numéros de version majeure et mineure de GLSL et d'OpenGL correspondent. Voici les versions de GLSL pour chaque version d'OpenGL :

OpenGL ES et WebGL utilisent l'OpenGL ES Shading Language (GLSL ES).

Les deux langages sont liés mais ne sont pas entièrement compatibles. Ils peuvent être transcompilés l'un en l'autre à l'aide de SPIR-Cross.

Les shaders GLSL ne sont pas des programmes autonomes. Il est nécessaire d'avoir un programme qui exploite l'API d'OpenGL pour les exécuter. Cette API est disponible sur différentes plateformes (ex: Linux, macOS, Windows) et dans un nombre très varié de langages comme le C, C++, C#, JavaScript, Delphi, Java.

Les shaders en eux-mêmes ne sont que de simples chaînes de caractères transmises pour compilation par le programme utilisant l'API d'OpenGL au pilote du fabricant matériel. Les shaders peuvent être créé à la volée au sein de l'application, ou lu en tant que fichier texte, mais doivent être envoyées au pilote en tant que chaine de caractères.

L'ensemble des API utilisées pour compiler, lier et transmettre les paramètres aux programmes GLSL sont spécifiés dans trois extensions d'OpenGL et sont devenu une partie intégrante d'OpenGL à partir de la version 2.0. L'API a été étendu aux shaders de géométrie à partir d'OpenGL 3.2, les shaders de tessellation à partir d'OpenGL 4.0 et les shaders de calcul à partir d'OpenGL 4.3. Ces APIs d'OpenGL se trouvent dans ces extensions :

• ARB vertex shader
• ARB fragment shader
• ARB shader objects
• ARB geometry shader 4
• ARB tessellation shader
• ARB compute shader

Le langage GLSL peut aussi être utilisé avec l'API Vulkan. Il constitue un moyen courant d'utiliser les shaders sous cette API. Les shaders GLSL sont précompilés avant utilisation, ou au moment de l'exécution dans un format de bytecode binaire appelé SPIR-V.

Citations