¿Qué es un lenguaje de sombreado OpenGL®?

El lenguaje de sombreado OpenGL® (GLSL) es un lenguaje de programación de computadora diseñado específicamente para manipular y controlar gráficos tridimensionales (3D) durante el proceso de renderizado directamente dentro de la unidad de procesamiento gráfico (GPU) de una tarjeta gráfica usando bibliotecas OpenGL®. En esencia, el lenguaje de sombreado OpenGL® brinda a los programadores acceso directo a la geometría 3D y al renderizado al nivel más bajo posible sin tener que escribir rutinas de lenguaje ensamblador para interactuar con el hardware de la GPU. Mediante el uso del lenguaje de sombreado OpenGL®, los efectos tales como texturas generadas por procedimientos y geometría pueden implementarse y optimizarse directamente dentro de la GPU, acelerando el proceso de renderizado. También permite que las funciones más complejas, como la animación o los efectos especiales, se implementen de manera eficiente sin la sobrecarga del código de nivel superior. La GPU compila el lenguaje de sombreado en un código ejecutable, lo que significa que se pueden diseñar implementaciones y compiladores específicos para tarjetas gráficas individuales, lo que aumenta las ganancias de rendimiento al usar los diferentes sombreadores.

Para todos los fines prácticos, el lenguaje de sombreado OpenGL® es un lenguaje de programación completamente implementado que imita la sintaxis del lenguaje de programación C en casi todas las formas, con la excepción de las variables de tipo puntero y algunas directivas de preprocesador. Las funciones definidas por el usuario, las variables y las declaraciones lógicas de bifurcación y bucle son compatibles, lo que permite que se escriban programas completamente realizados utilizando solo el lenguaje de sombreador y proporciona un nivel de abstracción que es portátil en diferentes sistemas operativos y configuraciones de hardware. Una vez que se completa un programa de sombreado, se pasa a la GPU, donde se compila y ejecuta según sea necesario durante el proceso de renderizado.

Un programa escrito en el lenguaje de sombreado OpenGL® finalmente se pasa a la GPU, donde puede ser compilado por hardware o controladores producidos por el fabricante de la tarjeta gráfica. Esto significa que ciertas declaraciones utilizadas dentro del lenguaje pueden tener su código de bytes compilado real optimizado para funcionar de manera eficiente con las características específicas de hardware de una tarjeta gráfica específica. Esto aumenta la velocidad de ejecución y puede ampliar la funcionalidad básica para incluir opciones especiales de representación y efectos que podrían ser exclusivos de una sola tarjeta gráfica.

Hay tres tipos de sombreadores que el lenguaje de sombreado OpenGL® puede usarse para escribir. El primero se conoce como sombreador de vértices y está diseñado para realizar operaciones complejas en vértices individuales, como traducir, escalar o texturizar un punto en el espacio. El segundo es un sombreador de geometría y se puede usar para agregar, eliminar o manipular polígonos antes de que finalmente se rastericen. Los sombreadores de fragmentos, también llamados sombreadores de píxeles, se pueden escribir para realizar operaciones en puntos de la escena 3D a medida que se traducen en una imagen plana bidimensional (2D) para mostrar en una pantalla, como efectos de iluminación o distorsiones.