Gli shader come mostrato finora sono scritti in HLSL, un linguaggio simil C molto semplice che permette di poter gestire con estrema libertà i nostri effetti. Far pratica con questo linguaggio è la cosa più importante in DirectX10 visto che ciò che vedremo dipenderà per la maggior parte dalla nostra abilità nello sfruttarlo. In effetti DirectX10 non fa altro che creare e passare risorse per il codice HLSL. Il compilatore come abbiamo visto è incluso nella classe ID3D10Effect ma potete trovare un tool nella SDK chiamato FXC per la compilazione offline. Se inoltre salvate su file l’output di fxc potrete conservare il codice shader in binario rendendo il vostro codice impossibile da leggere.Il suo caricamento sarà identico a quello per un file ASCI.

Nei precedenti tutorial abbiamo visto la struttura di un file fx, le variabili e le strutture. Passiamo ora a vedere in dettaglio HLSL.

La versione di HLSL utilizzata in DirectX10 è la 4.0. Potrete usare anche versioni precedenti ma ve lo sconsiglio visto che tutte le schede DirectX10 supportano tale standard, a meno che non creare effetti compatibili anche con DirectX9.

 

 

Come in C in HLSL è possibile dichiarare funzioni che possono essere richiamate da altre funzioni e così via.

Ecco un esempio

 

 

Come in C è possibile aggiungere la parola chiave inline per obbligare il compilatore ad evitare chiamate a funzioni. I parametri invece possono avere una parola chiave per indicarne la direzione.

Tramite le parole chiave in, out o inout è possibile specificare se la variabile sarà in ingresso, in uscita o in entrambe le direzioni.

 

 

Notare che questo vale anche per variabili con semantica. Potrete quindi passare valori dal vertex al pixel shader senza dover creare strutture. La parola chiave uniform davanti al parametro indica invece che il valore sarà una costante assegnata in compilazione (ad esempio per creare funzioni con parametri fissi da passare dalla definizione del pass).

Ultima cosa da sapere è il fatto che la ricorsione non è consentita.

 

 

DirectX10 permette una gestione reale dei blocchi di codice. In DirectX9 nelle versioni shader 2.0 cicli for o if erano convertiti in codice lineare. Un if diventava il calcolo sia del blocco if che di quello else per poi fare una interpolazione tra i due risultati. I cicli for addirittura erano fissi e convertiti nella ripetizione di codice. Con gli shader 3.0 la situazione era stata risolta ed ora con DirectX10 e gli shader 4.0 la situazione è definitivamente risolta. I blocchi if, while o for si usano esattamente come in C ma ci sono alcune cose da sapere

 

 

Il blocco if viene convertito, a seconda delle situazioni, in un blocco if tradizionale oppure nel confronto tra i 2 valori generati dal blocco if ed else. A volte infatti è più conveniente calcolare i 2 valori piuttosto che gestire il blocco if. Questa scelta è lasciata al compilatore ma è possibile forzare la cosa

 

[branch] if //si comporta in maniera tradizione eseguendo solo uno dei 2 blocchi

[flatten] if // vengono elaborati entrambi i blocchi e fatto un confronto tra i 2 risultati

 

 

Anche il blocco for ha 2 attributi. Il primo è unroll (x)

 

 

In questo modo il compilatore trasforma il for in codice lineare. Il valore passato all’unroll si può usare per definire il massimo numero di cicli che esegue (e quindi ottimizzare il tempo di compilazione)

 

Loop invece equivale al canonico blocco for.

 

Gli attributi del blocco while sono gli stessi del for.

 

 

Il blocco switch ha molti più attributi

 

Flatten : trasforma il blocco in una serie di if a cascata dichiarati con attributo flatten

Branch : trasforma il blocco in una serie di if a cascata dichiarati con attributo branch

Forcecase : eseguito nel modo consueto

Call : trasforma ogni blocco case in una funzione

 

 

Esistono infine Do, Stop, Continue e Break che non hanno attributi e funzionano come gli equivalenti in C.

 

 

HLSL possiede già una ricca serie di funzioni per le operazioni più importanti. Ogni istruzione supporta in genere primitive multiple (ad esempio min che restituisce il minimo tra 2 valori si può applicare sia a float che a float2, float3 o float4). In genere in caso di primitive formate da più componenti la funzione viene applicata per ogni componente separatamente. Riporterò qui sotto l’elenco delle funzioni compatibili con tutti i tipi di shader (Vertex, Pixel e Geometry), escludendo le funzioni relative alle texture che saranno oggetto dei prossimi tutorial.

 

 

 

 

Come in C è possibile definire direttive per il preprocessore. La più utile è senza dubbio la classica

Ha la stessa funzione del C, permettere di importare funzioni e variabili da altri file. Il link sarà gestito automaticamente dal compilatore.

Eccone altre

 

 

Fate riferimento al C o al C++ per il loro uso.

 

E’ anche possibile utilizzare il typedef per definire dei propri tipi.

 

Vi consiglio quando programmate codice HLSL di utilizzare sia la stringa di ritorno per debuggare velocemente gli errori, che l’istruzione disassemble che restituisce il codice assembler del vostro shader. Il codice assembler generato è molto semplice e potrete vedere quanto avete ottimizzato il vostro codice (per esempio potrete verificare il numero di istruzioni utilizzate dandovi una stima del numero di cicli che la GPU dovrà effettuare).

Ad ogni modo il compilatore HLSL di DirectX è molto potente, impiega un istante per compilarlo ed ottimizza in maniera incredibile il codice. Fate più prove possibili. DirectX10 è per quasi esclusivamente programmazione shader e con buona probabilità una volta che avrete creato un vostro motore grafico utilizzerete soprattutto questo linguaggio.