Справочные материалы по переносу с GLSL на HLSL

Вы переносите код с GLSL на HLSL, когда портируете графическую архитектуру с OpenGL ES 2.0 на Direct3D 11, чтобы создавать игры для универсальной платформы Windows (UWP). Язык GLSL, о котором пойдет речь в этом разделе, совместим с OpenGL ES 2.0. Язык HLSL совместим с Direct3D 11. Подробнее об отличиях Direct3D 11 от предыдущих версий Direct3D см. в разделе Сопоставление компонентов.

• Сравнение OpenGL ES 2.0 и Direct3D 11
• Перенос переменных GLSL в HLSL
• Перенос типов GLSL в HLSL
• Перенос предварительно определенных глобальных переменных GLSL в HLSL
• Пример переноса переменных GLSL в HLSL
  • Неизменная переменная, атрибут и меняющаяся переменная в GLSL
  • Буферы констант и передача данных в HLSL
• Примеры переноса кода отрисовки OpenGL в Direct3D
• Связанные темы

Сравнение OpenGL ES 2.0 и Direct3D 11

Между OpenGL ES 2.0 и Direct3D 11 много общего. У них похожие конвейеры отрисовки и графические компоненты. Но Direct3D 11 представляет собой реализацию отрисовки и API, а не спецификацию. OpenGL ES 2.0 является спецификацией отрисовки и API, а не реализацией. В целом Direct3D 11 и OpenGL ES 2.0 отличаются в следующем.

GLSL и HLSL отличаются в следующем.

Примечание HLSL содержит текстуры и образцы как два отдельных объекта. В GLSL, как в Direct3D 9, привязка текстуры является частью состояния дискретизатора.

В GLSL вы представляете значительную часть состояния OpenGL в виде предопределенных глобальных переменных. Например, в GLSL используется переменная gl_Position для указания положения вершины и переменная gl_FragColor для указания цвета фрагмента. В HLSL вы явно передаете состояние Direct3D из кода приложения в шейдер. Например, при использовании Direct3D и HLSL данные, введенные в вершинный шейдер, должны соответствовать формату данных в буфере вершины, а структура буфера констант в коде приложения должна соответствовать структуре буфера констант (cbuffer) в коде шейдера.

Перенос переменных GLSL в HLSL

В GLSL вы применяете модификаторы (квалификаторы) к объявлению глобальной переменной шейдера, чтобы обеспечить определенные реакции этой переменной на события в вашем шейдере. В HLSL вам не нужны эти модификаторы, потому что вы определяете поток шейдера с помощью аргументов, которые передаете шейдеру и возвращаете от него.

В GLSL переменные без модификаторов являются лишь простыми глобальными переменными, частными для каждого шейдера.

Когда вы передаете данные текстурам (Texture2D в HLSL) и их соответствующим дискретизаторам (SamplerState в HLSL), вы обычно объявляете их как глобальные переменные в построителе текстуры.

Перенос типов GLSL в HLSL

Используйте эту таблицу для переноса типов GLSL в HLSL.

Перенос предварительно определенных глобальных переменных GLSL в HLSL

Используйте эту таблицу для переноса предварительно определенных глобальных переменных GLSL в HLSL.

Вы используете семантику, чтобы указать положение, цвет и прочие сведения для входных данных вершинного шейдера и построителя текстуры. Значения семантики в макете входных данных должны соответствовать входным данным вершинного шейдера. Например, см. раздел Примеры переноса переменных GLSL в HLSL. Подробнее о семантике HLSL: Семантика.

Пример переноса переменных GLSL в HLSL

Здесь мы приведем примеры использования переменных GLSL в коде OpenGL/GLSL и эквивалентный пример в коде Direct3D/HLSL.

Неизменная переменная, атрибут и меняющаяся переменная в GLSL

Код приложения OpenGL

// Uniform values can be set in app code and then processed in the shader code.
uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;

// Incoming position of vertex
attribute vec4 position;
 
// Incoming color for the vertex
attribute vec3 color;
 
// The varying variable tells the shader pipeline to pass it  
// on to the fragment shader.
varying vec3 colorVarying;

Код вершинного шейдера GLSL

//The shader entry point is the main method.
void main()
{
colorVarying = color; //Use the varying variable to pass the color to the fragment shader
gl_Position = position; //Copy the position to the gl_Position pre-defined global variable
}

Код шейдера фрагмента GLSL

void main()
{
//Pad the colorVarying vec3 with a 1.0 for alpha to create a vec4 color
//and assign that color to the gl_FragColor pre-defined global variable
//This color then becomes the fragment's color.
gl_FragColor = vec4(colorVarying, 1.0);
}

Буферы констант и передача данных в HLSL

Вот пример передачи данных вершинному шейдеру HLSL, которые затем направляются построителю текстуры. В коде приложения определите вершину и буфер констант. Затем в коде вершинного шейдера определите буфер констант как cbuffer и сохраните индивидуальные данные вершины и входные данные построителя текстуры. Здесь мы используем структуры, называемые VertexShaderInput и PixelShaderInput.

Код приложения Direct3D

struct ConstantBuffer
{
    XMFLOAT4X4 model;
    XMFLOAT4X4 view;
    XMFLOAT4X4 projection;
};
struct SimpleCubeVertex
{
    XMFLOAT3 pos;   // position
    XMFLOAT3 color; // color
};

 // Create an input layout that matches the layout defined in the vertex shader code.
 const D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC basicVertexLayoutDesc[] =
 {
     { "POSITION", 0, DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT, 0,  0, D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 },
     { "COLOR",    0, DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT, 0, 12, D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 },
 };

// Create vertex and index buffers that define a geometry.

Код вершинного шейдера HLSL

cbuffer ModelViewProjectionCB : register( b0 )
{
    matrix model; 
    matrix view;
    matrix projection;
};
// The POSITION and COLOR semantics must match the semantics in the input layout Direct3D app code.
struct VertexShaderInput
{
    float3 pos : POSITION; // Incoming position of vertex 
    float3 color : COLOR; // Incoming color for the vertex
};

struct PixelShaderInput
{
    float4 pos : SV_Position; // Copy the vertex position.
    float4 color : COLOR; // Pass the color to the pixel shader.
};

PixelShaderInput main(VertexShaderInput input)
{
    PixelShaderInput vertexShaderOutput;

    // shader source code

    return vertexShaderOutput;
}

Код построителя текстуры HLSL

// Collect input from the vertex shader. 
// The COLOR semantic must match the semantic in the vertex shader code.
struct PixelShaderInput
{
    float4 pos : SV_Position;
    float4 color : COLOR; // Color for the pixel
};

// Set the pixel color value for the renter target. 
float4 main(PixelShaderInput input) : SV_Target
{
    return input.color;
}

Примеры переноса кода отрисовки OpenGL в Direct3D

Здесь мы продемонстрируем пример отрисовки в коде OpenGL ES 2.0 и эквивалентный пример в коде Direct3D 11.

Код отрисовки OpenGL

// Bind shaders to the pipeline. 
// Both vertex shader and fragment shader are in a program.
glUseProgram(m_shader->getProgram());
 
// Input asssembly 
// Get the position and color attributes of the vertex.

m_positionLocation = glGetAttribLocation(m_shader->getProgram(), "position");
glEnableVertexAttribArray(m_positionLocation);

m_colorLocation = glGetAttribColor(m_shader->getProgram(), "color");
glEnableVertexAttribArray(m_colorLocation);
 
// Bind the vertex buffer object to the input assembler.
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, m_geometryBuffer);
glVertexAttribPointer(m_positionLocation, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, NULL);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, m_colorBuffer);
glVertexAttribPointer(m_colorLocation, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, NULL);
 
// Draw a triangle with 3 vertices.
glDrawArray(GL_TRIANGLES, 0, 3);

Код отрисовки Direct3D

// Bind the vertex shader and pixel shader to the pipeline.
m_d3dDeviceContext->VSSetShader(vertexShader.Get(),nullptr,0);
m_d3dDeviceContext->PSSetShader(pixelShader.Get(),nullptr,0);
 
// Declare the inputs that the shaders expect.
m_d3dDeviceContext->IASetInputLayout(inputLayout.Get());
m_d3dDeviceContext->IASetVertexBuffers(0, 1, vertexBuffer.GetAddressOf(), &stride, &offset);

// Set the primitive's topology.
m_d3dDeviceContext->IASetPrimitiveTopology(D3D11_PRIMITIVE_TOPOLOGY_TRIANGLELIST);

// Draw a triangle with 3 vertices. triangleVertices is an array of 3 vertices.
m_d3dDeviceContext->Draw(ARRAYSIZE(triangleVertices),0);

Связанные темы

• Перенос из OpenGL ES 2.0 в Direct3D 11