Como os shaders multipass funcionam no OpenGL?

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No Direct3D, os sombreadores multipass são simples de usar, porque você pode definir literalmente passes dentro de um programa. No OpenGL, parece um pouco mais complexo porque é possível fornecer a um programa de sombreador quantos shaders de vértice, geometria e fragmento desejar.

Um exemplo popular de um sombreador de várias passagens é um sombreador de toon. Uma passagem produz o efeito real de sombreamento e a outra cria o contorno. Se eu tiver dois shaders de vértice, "cel.vert" e "outline.vert", e dois shaders de fragmento, "cel.frag" e "outline.frag" (semelhante à maneira como você faz isso no HLSL), como posso combiná-los para criar o toon shader completo?

Não quero que você diga que um sombreador de geometria pode ser usado para isso, porque eu só quero conhecer a teoria por trás dos sombreadores GLSL multipass;)

opengl shaders glsl

— jmegaffin
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"No Direct3D, os shaders multipass são simples de usar, porque você pode literalmente definir passes dentro de um programa." Não, você não pode. Você pode definir passes no arquivo FX, mas isso não é o mesmo que um shader HLSL.

— Nicol Bolas 21/03

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Não há "teoria" por trás do multipass. Não há "shaders multipass". Multipass é muito simples: você desenha o objeto com um programa. Então você desenha o objeto com um programa diferente .

Você pode usar coisas do D3DX, como arquivos FX, para ocultar esses passes extras. Mas eles ainda funcionam dessa maneira. O OpenGL simplesmente não tem um esconderijo para isso.

— Nicol Bolas
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Renderize o objeto com o sombreador de célula e, em seguida, renderize-o novamente com o sombreador de contorno.

— Adão
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Então eu devo fazer dois programas shader diferentes? Por que é que eu posso dar a um programa de sombreador quantos shaders de vértice / geometria / fragmento que eu quiser? Deve haver uma maneira de fazer isso com um programa.

— precisa saber é o seguinte

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Você não está dando vários shaders de vértice (etc.). Existe apenas uma função principal, portanto você não tem vários pontos de entrada. É muito semelhante a um programa em C, pois você pode ter vários arquivos que são vinculados para criar um programa. Você pode compartilhar esses arquivos entre programas diferentes para não precisar duplicar o código, mas cada arquivo não é necessariamente um programa por si só.

— quer

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Esse é o caminho a seguir: Renderize uma vez com um par de shader (vértice + fragmento) e depois renderize novamente com outro par (ou use o mesmo vertex shader + outro fragmento shader). Às vezes, você renderiza em um buffer e usa (ainda) outro sombreador para 'misturá-lo' no resultado final.

— Valmond 21/03

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No OpenGL 4.0, existem sub-rotinas uniformes . Isso permite definir funções que podem ser trocadas em tempo de execução com muito pouca sobrecarga. Então você pode fazer 1 função para cada passe. Também 1 função para cada tipo de sombreador.

Há um tutorial aqui .

Para versões mais antigas do OpenGL, sua melhor aposta é ter um monte de shaders diferentes e trocar entre eles. Caso contrário, você pode adicionar valores multiplicados por um uniforme igual a 0,0 ou 1,0 para ativá-lo ou desativá-lo. Caso contrário, as instruções se condicionais puderem ser usadas, mas o OpenGL executará todos os resultados possíveis a cada execução / aprovação, para garantir que eles não sejam muito pesados.

— David C. Bishop
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Existem algumas pessoas que sabem muito sobre o GLSL, então espero que elas consigam esclarecer as coisas, mas com base no que eu vi, você deve, no seu shader de fragmentos, fazer algo assim (pseudocódigo, eu deixará o GLSL real para as pessoas que o conhecem melhor):

out vec4 fragment_color
vec4 final_color
final_color = flat_color
If this fragment is in shadow
    final_color = shadow_color
If this fragment is an edge
    final_color = edge_color
If this fragment is a highlight
    final_color = highlight_color
fragment_color = final_color

Usando if s dessa maneira, você obtém algo como várias passagens. Isso faz sentido?

Edit: Além disso, espero que esta pergunta sobre o SO ajude a dissipar alguns mal-entendidos.

— Comunidade
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É importante observar que o GLSL executará todas as instruções nas ramificações if a cada passo, mesmo que não estejam habilitadas. Aparentemente, apenas calcular tudo e adicionar todas as cores, mas multiplicar os valores por 1,0 ou 0,0 para habilitá-las ou desabilitá-las, é mais rápido.

— David C. Bishop

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@ DavidC.Bishop: Isso não é verdade. Pelo menos, não é garantido que seja verdade. O compilador decidirá se uma ramificação real é mais rápida ou uma abordagem "calcule tudo e resolva depois" é mais rápida.

— Nicol Bolas 21/03

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Como um aparte, o comportamento referido por @ DavidC.Bishop dificilmente é específico para shaders e a GPU. As CPUs modernas que executam programas normais executam especulativamente pelo menos uma das ramificações se o valor testado ainda não estiver disponível. Se eles estiverem errados, eles retrocedem e refazem. Isso acaba gerando uma grande aceleração em média.

— Ipeet 21/03