{"id":3519,"date":"2015-11-15T12:01:27","date_gmt":"2015-11-15T12:01:27","guid":{"rendered":"http:\/\/anthroponaute.fr\/blog-informatique\/?p=3519"},"modified":"2020-02-04T10:55:14","modified_gmt":"2020-02-04T10:55:14","slug":"le-langage-shader-hlsl","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.la-porte-des-nebuleuses.net\/blog-informatique\/?p=3519","title":{"rendered":"Le langage shader HLSL"},"content":{"rendered":"

\"shader\"<\/a><\/p>\n

Intro :<\/strong><\/p>\n

Le HLSL signifie : H<\/b><\/span>igh L<\/strong>evel S<\/strong>hading L<\/strong>anguage. C’est un langage (qui a la m\u00eame syntaxe que le C) qui permet de programmer le processeur de la carte graphique afin d’effectuer des algorithmes de rendus sp\u00e9cifiques.<\/p>\n

Pr\u00e9requis :<\/strong><\/p>\n

– Savoir configurer DirectX 10<\/p>\n

Explications :<\/strong><\/p>\n

Le HLSL permet de g\u00e9n\u00e9rer la diffusion de la lumi\u00e8re, la texture \u00e0 utiliser, les r\u00e9flexions et r\u00e9fractions, l’ombrage, le d\u00e9placement de primitives et les effets post-traitement.<\/p>\n

C’est un outil tr\u00e8s puissant qui permet de cr\u00e9er une vaste gamme d’effets graphiques et esth\u00e9tiques pour les jeux modernes.<\/p>\n

Avant l’existence du langage HLSL il fallait \u00e9crire les instructions en langage d’assembleur pour la carte graphique.<\/p>\n

Un programme HLSL (en DirectX 11<\/strong>) est constitu\u00e9 par 5\u00a0\u00e9tapes<\/strong> de cha\u00eene rendu :<\/p>\n

– Le vertex<\/em> shader
\n– Le compute<\/em> shader
\n– Le geometry<\/em> shader
\n– Le <\/span>tessellation<\/em> shader
\n<\/span>– Le <\/span>domain<\/em> shader
\n<\/span>– Le <\/span>pixel<\/em> shader<\/span><\/p>\n

Les vertex<\/em> et pixel<\/em> shaders\u00a0<\/em>doivent \u00eatre obligatoirement<\/strong> programm\u00e9s ; les autres ne doivent pas \u00eatre n\u00e9cessairement<\/strong> \u00eatre programm\u00e9s.<\/p>\n

Le vertex shader :<\/span><\/p>\n

Le vertex shader op\u00e8re les transformations de rep\u00e8re, le skinning<\/em> (l’animation squelettale), le d\u00e9placement de vertex et le calcul d’attributs de vertex pour les materials<\/em>.<\/p>\n

Le pixel shader :<\/span><\/p>\n

Le pixel shader op\u00e8re le blending<\/em>\u00a0de texturage, le calcul lumineux, etc…<\/p>\n

Exemple :<\/span><\/p>\n

Voici quelques fonctions intrins\u00e8ques<\/strong> utilisables dans le HLSL :<\/p>\n

abs(x)<\/em> : valeur absolue
\nceil(x)<\/em> : retourne le plus petit entier qui est \u00e9gale ou sup\u00e9rieur \u00e0 x
\nclamp(x, min, max)<\/em> : retourne x dans l’intervalle [min, max]
\ncos(x)<\/em> : retourne le cosinus de x
\nclip<\/em>(x) : ignore le pixel en cours si x est inf\u00e9rieur \u00e0 0
\ncross(x, y)<\/em> : retourne le produit vectoriel de deux vecteurs 3D
\ndot(x, y)<\/em> : retourne le produit scalaire de deux vecteurs
\nlength(v)<\/em> : retourne la longueur du vecteur v
\nlerp(x, y, s)<\/em> : retourne x + s(y – x)
\nnormalize(x)<\/em> : retourne un vecteur normalis\u00e9
\nmax(x, y)<\/em> : retourne le plus grand entier entre x et y
\nmin(x, y)<\/em> : retourne le plus petit entier entre x et y
\nmul(x, y)<\/em> : retourne la multiplication des matrices x et y
\nreflect(i, n)<\/em> : retourne un vecteur de reflection en utilisant le rayon d’insidence et la normale \u00e0 la surface
\nrefract(i, n, \u03b7)<\/em> : retourne un vecteur de refraction en utilisant un rayon d’entr\u00e9e, la normale \u00e0 la surface, et un index de refraction
\nsaturate(x)<\/em> : clamp entre les valeurs 0 et 1
\nsqrt(x)<\/em> : retourne la racine carr\u00e9e de x
\ntranspose(x)<\/em> : retourne la matrice transpos\u00e9e de x
\ntex2D(s, t)<\/em> : retourne une texture sampl\u00e9e<\/p>\n

 <\/p>\n

\n

 <\/p>\n

Les variables globales<\/strong> se d\u00e9clarent et se d\u00e9finissent ainsi\u00a0:<\/p>\n

\r\nstatic const float2 bodyTexSize = {512, 512};\r\nstatic const float2 faceLowerTexSize = {256, 128};\r\nstatic const float2 faceUpperTexSize = {256, 64};\r\n<\/pre>\n
 <\/p>\n
Voici un petit exemple<\/strong> d’un programme \u00e9crit en HLSL qui cr\u00e9\u00e9 un effet \u00ab\u00a0bois\u00a0\u00bb proc\u00e9dural en tant que texture.<\/p>\n
\r\nmatrix WorldViewProjMatrix;\r\nmatrix TextureMatrix;\r\n\r\nstruct VS_OUTPUT\r\n{\r\n\tfloat4 Pos : POSITION;\r\n\tfloat3 Pshade : TEXCOORD0;\r\n};\r\n\r\nVS_OUTPUT main (float4 vPosition : POSITION)\r\n{\r\n\tVS_OUTPUT Out = (VS_OUTPUT) 0; \r\n\r\n\t\/\/ Transforme la position du vertex vers l'espace 2D de l'\u00e9cran\r\n\tOut.Pos = mul (WorldViewProjectionMatrix, vPosition);\r\n\r\n\t\/\/ Transforme les coordonn\u00e9es de la texture\r\n\tOut.Pshade = mul (texture_matrix0, vPosition);\r\n\r\n\treturn Out;\r\n}\r\n<\/pre>\n
Comment cr\u00e9er un effet shader \u00e0 parti d’un fichier .fx :<\/span>
\n<\/strong><\/h4>\n
\r\nHRESULT D3DX10CreateEffectFromFile(\r\n\u00a0 _In_\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 LPCTSTR\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 pFileName, \/\/ Nom du fichier shader .fx\r\n\u00a0 _In_\u00a0 const D3D10_SHADER_MACRO *pDefines, \/\/ Liste de macros\u00a0 (peut \u00eatre mis \u00e0 nullptr)\r\n\u00a0 _In_\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 ID3D10Include\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 *pInclude, \/\/ Inteface d'include (peut \u00eatre mis \u00e0 nullptr)\r\n\u00a0 _In_\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 LPCSTR\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 pProfile, \/\/ Sp\u00e9cifie le profile ; ex : "fx_4_0"\r\n\u00a0 _In_\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 UINT\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 HLSLFlags, \/\/ Options du compilateur\r\n\u00a0 _In_\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 UINT\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 FXFlags, \/\/ Options de l'effet shader\r\n\u00a0 _In_\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 ID3D10Device\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 *pDevice, \/\/ Le device de DirectX 10.1\r\n\u00a0 _In_\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 ID3D10EffectPool\u00a0\u00a0 *pEffectPool,\r\n\u00a0 _In_\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 ID3DX10ThreadPump\u00a0 *pPump,\r\n\u00a0 _Out_\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 ID3D10Effect\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 **ppEffect, \/\/ Pointeur de retour vers l'effet cr\u00e9\u00e9\r\n\u00a0 _Out_\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 ID3D10Blob\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 **ppErrors, \/\/ Pointeur de retour vers un objet repr\u00e9sentant les erreurs\r\n\u00a0 _Out_\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 HRESULT\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 *pHResult\r\n);\r\n<\/pre>\n
 <\/p>\n
 <\/p>\n
R\u00e9sum\u00e9 :<\/strong><\/p>\n
Le langage shader HLSL est un outil tr\u00e8s puissant pour le rendu graphique des jeux vid\u00e9o.<\/p>\n
Tous les effets graphiques dans les jeux DirectX d’aujourd’hui sont construits \u00e0 partir de fichier script\u00a0shader\u00a0HLSL.<\/p>\n
R\u00e9f\u00e9rences :<\/strong><\/p>\n
– http:\/\/www.neatware.com\/lbstudio\/web\/hlsl.html<\/p>\n
–\u00a0https:\/\/msdn.microsoft.com\/fr-fr\/library\/ms810449.aspx<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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