High Level Shading Language

High Level Shader LanguageないしはHigh Level Shading Language（ハイレベルシェーダランゲージ、- シェーディング - 、略称: HLSL）はマイクロソフトによって開発されたDirect3DAPIで使われるプロプライエタリなシェーディング言語である。日本語では高級シェーダ言語（こうきゅうシェーダげんご）と呼称される。

HLSLはOpenGL標準で使われるシェーディング言語であるGLSLと類似の物である。また、NVIDIAと協力して開発されたことから、Cgに非常によく似ている。

HLSLのプログラム形式には３つある。バーテックスシェーダ、ジオメトリシェーダ、そしてピクセルシェーダ(フラグメントシェーダ)である。バーテックスシェーダはアプリケーションによって提供される頂点それぞれについて実行され、主に以下の処理を担当する。オブジェクト空間から視空間への頂点変換やテクスチャ座標の生成、また頂点の接線や従法線や法線ベクトルのような光線の係数の計算などである。バーテックスシェーダを通して頂点のグループ(三角形であれば通常は３個)が入力された時、出力座標はその領域内でピクセルを決めるために補間される。この処理はラスタライゼーションとして知られている。これらのピクセルそれぞれがピクセルシェーダを通ることで、結果としてスクリーン上の色が計算される。

また、Direct3D 10インタフェースやDirect3D 10ハードウェアを使うアプリケーションはジオメトリシェーダを指定することもできる。このシェーダは三角形の三頂点を入力に取り、それから追加の三角形を生成し(隙間なく埋める)、ラスタライザに送り込む。

シェーダモデル比較

ピクセルシェーダの比較

	PS_2_0	PS_2_a	PS_2_b	PS_3_0^[1]	PS_4_0^[2]
依存テクスチャ制限	4	制限なし	4	制限なし	制限なし
テクスチャ命令制限	32	無制限	無制限	無制限	無制限
Position register	No	No	No	Yes	Yes
命令スロット数	32 + 64	512	512	≥ 512	≥ 65536
実行命令数	32 + 64	512	512	65536	無制限
テクスチャの間接数	4	制限なし	4	制限なし	制限なし
Interpolated registers	2 + 8	2 + 8	2 + 8	10	32
命令予測	No	Yes	No	Yes	No
Index input registers	No	No	No	Yes	Yes
Temp registers	12	22	32	32	4096
Constant registers	32	32	32	224	16x4096
Arbitrary swizzling	No	Yes	No	Yes	Yes
Gradient instructions	No	Yes	No	Yes	Yes
Loop count register	No	No	No	Yes	Yes
Face register (2-sided lighting)	No	No	No	Yes	Yes
動的フロー制御	No	No	No	24	Yes
ビット演算	No	No	No	No	Yes
整数演算	No	No	No	No	Yes

PS_2_0 = DirectX 9.0のオリジナルのShader Model 2の仕様である.
PS_2_a = NVIDIA GeForce FXに最適化されたモデル。
PS_2_b = ATI Radeon X700, X800, X850のシェーダモデル, DirectX 9.0b.
PS_3_0 = Shader Model 3.
PS_4_0 = Shader Model 4.

実行命令数において"32 + 64"というのは"32のテクスチャ命令と64の算術命令"を意味する。

バーテックスシェーダの比較

Vertex shader comparison

	VS_2_0	VS_2_a	VS_3_0^[1]	VS_4_0^[2]
命令スロット数	256	256	≥ 512	4096
最大命令実行数	65536	65536	65536	65536
命令予測	No	Yes	Yes	Yes
一時レジスタ(Temp Registers)	12	13	32	4096
定数レジスタ(constant registers)	≥ 256	≥ 256	≥ 256	16x4096
静的フロー制御	Yes	Yes	Yes	Yes
動的フロー制御	No	Yes	Yes	Yes
動的フロー制御の深度	No	24	24	Yes
Vertex Texture Fetch	No	No	Yes	Yes
テクスチャサンプラーの数	N/A	N/A	4	128
Geometry instancing support	No	No	Yes	Yes
ビット演算	No	No	No	Yes
整数演算	No	No	No	Yes

VS_2_0 = DirectX 9.0のオリジナルのShader Model 2の仕様である.
VS_2_a = NVIDIA GeForce FXに最適化されたモデル。
VS_3_0 = Shader Model 3.
VS_4_0 = Shader Model 4.

外部リンク

脚注

^ ^a ^b Shader Model 3.0, Ashu Rege, NVIDIA Deve\ loper Technology Group, 2004.
^ ^a ^b The Direct3D 10 System, David Blythe, \ Microsoft Corporation, 2006.

この項目は、コンピュータに関連した書きかけの項目です。この項目を加筆・訂正などしてくださる協力者を求めています（PJ:コンピュータ/P:コンピュータ）。

[SM3-1] Shader Model 3.0, Ashu Rege, NVIDIA Deve\ loper Technology Group, 2004.

[D3D10-2] The Direct3D 10 System, David Blythe, \ Microsoft Corporation, 2006.

[1]

[2]