The Book of Shaders by Patricio Gonzalez Vivo & Jen Lowe

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Hello World

Généralement le "Hello World" est la première étape dans l'apprentissage d'un nouveau langage. C'est un programme court qui renvoie un message enthousiaste et fait miroiter un avenir radieux.

Au pays du GPU, rendre du texte est une tâche extrêmement complexe (et un champ de recherche très actif NDT) donc au lieu d'un message texte, nous allons choisir une couleur chatoyante pour déchaîner notre enthousiasme!

Si vous lisez ceci dans un navigateur récent, le bloc précédent est interactif. Cela signifie que vous pouvez cliquer et éditer le code. Les changements seront pris en compte immédiatement, recompilés et si le shader est valide, il sera remplacé à la volée. Vous pouvez essayer de changer les chiffres de la ligne 6.

Si ce program paraît simple, nous pouvons déjà faire quelques observations intéressantes:

  1. ça ressemble à du C, un shader possède une fonction main dont le seul but est d'assigner une couleur.

  2. la couleur du pixel est assignée à une variable globale (réservée) gl_FragColor.

  3. ce langage aux allures de C, possède des variables (comme gl_FragColor), des fonctions et des types. dans l'exemple, nous venons de voir le type vec4 qui représente un vecteur de chiffres (des floats) à 4 dimensions. plus tard nous verrons d'autres types comme: vec3 & vec2 et d'autres plus fréquents comme: float, int & bool.

  4. si l'on regarde vec4 de plus près, on peut déduire que les 4 arguments correspondent aux 4 canaux: RED, GREEN, BLUE & ALPHA du pixel. On note également que les valeurs sont normalisées, ce qui signifie qu'elles vont de 0.0 à 1.0. plus tard nous verrons pourquoi c'est intéressant de manipuler des valeurs normalisées et comment mapper des valeurs entre elles.

  5. une autre remarque importante est la présence de macros de pré-traitement les macros font partie de l'étape de précompilation, elles permettent de définir (#define) des variables globales et de faire des opérations conditionnelles de base ( avec #ifdef & #endif). toutes les macros commencent par un hashtag (#). la précompilation se produit - comme son nom l'indique - avant la compilation du shader, elle copie et renseigne tous les #define et vérifie si les #ifdef sont définis et si les #ifndef ne sont pas définis. dans l'exemple ci-dessus, ligne 1, nous vérifions uniquement si GL_ES est défini, ce qui se produit principalement lorsque le code est compilé sur mobile ou dans un navigateur.

  6. le type Float est vital dans les shaders, donc le niveau de précision des Float est crucial. une précision basse permet un rendu plus rapide mais une qualité moindre et inversement, une précision élevée permet un meilleur rendu au prix de performances réduites. on peut spécifier la précision de chaque variable se servant des Float, ligne 2 (precision mediump float;), nous assignons la précision medium à tous les floats de l'application. nous pourrions leur donner une valeur low (precision lowp float;) ou high (precision highp float;).

  7. la dernière remarque, probablement la plus importante, est que les spécifications GLSL ne garantissent pas que les variables seront castées automatiquement. qu'est-ce que cela veut dire? si les fabricants ont des approches différentes pour accélérer leurs cartes graphiques, ils doivent toutefois se conformer à un ensemble de spécifications communes pour être utilisable par le plus grand nombre. le casting automatique des variables ne fait pas partie des spécifications. Dans notre exemple, vec4 attend des floats et rien d'autre. si vous voulez obtenir un code homogène et éviter de passer des heures à débugger un écran blanc, prenez l'habitude de mettre des points ( . ) dans vos floats. ce genre de code ne marchera pas toujours:
void main() {
    gl_FragColor = vec4(1,0,0,1);   // ERROR
}

alors que celui ci à de plus grandes chances de marcher:

void main() {
    gl_FragColor = vec4( 1., .0, 0., 1. );  // BETTER
}

notez que le point peut être placé avant ou après un 0.

Maintentant que nous avons passé en revue quelques éléments importants du programme "hello world!", il est temps de clicker sur le bloc de code et de mettre en application ce que nous venons d'apprendre. Vous remarquerez que le programme ne se recompilera pas tant qu'il restera des erreurs. voici quelques idées intéressantes à tester:

vec4 red(){
    return vec4(1.0,0.0,0.0,1.0);
}
vec4 color = vec4(vec3(1.0,0.0,1.0),1.0);

Bien que cet exemple ne soit pas très excitant, c'est le plus basique qui soit ; nous donnons à l'ensemble des pixels de l'image la même couleur. Dans le chapitre suivant, nous verrons comment changer cette couleur en fonction de 2 facteurs: l'espace (l'emplacement du pixel à l'écran) et le temps (le nombre de secondes écoulées depuis le chargement de la page).