Шейдеры (англ. shader «затеняющий») — это фильтры для экрана, которые возможно увидеть при просмотре от глаз некоторых сущностей (таких как крипер, паук, странник Края и др.).
Фильтры были добавлены в версии 1.7.2. До версии 1.9 была возможность вручную менять шейдеры при нажатии в настройках кнопки «Super Secret Settings». Для возвращения к стандартному шейдеру нужно было нажать F4 .
Шейдеры хранятся в каталоге assets/minecraft/shaders/minecraft.jar . Путь к файлу активного в настоящий момент фильтра отображается на экране отладки. Стоит заметить, что фильтры не будут отображаться на устройствах, не поддерживающие OpenGL 2.1, так как GLSL (язык шейдеров OpenGL) был представлен в OpenGL 2.
На данный момент в игре 21 фильтр, включая стандартный:
| Стандартный | Стандартный шейдер, в игре всё выглядит как обычно. | 
|
| FXAA | Этот шейдер немного сглаживает неровные края блоков (особенно заметно на горизонте). |  |
| Арт | Этот шейдер укрупняет пиксели и сглаживает их края, тем самым размывая изображение. |  |
| Тернистый | Придаёт текстурам 3D-вид, обводя их. |  |
| Пузырьки 2 | Аналогично шейдеру «Арт», но не настолько сильный. |  |
| Чертёж | Шейдер, который придаёт игре вид чертежа. |  |
| Усиленная интенсивность цвета | Мир становится более ярким и красочным. | |
| Расход цветовых каналов | Немного напоминает анаглифный эффект 3D. |  |
| Вверх-тормашками | Как стандартный шейдер за исключением положения экрана. |  |
| Инвертирование цвета | С этим шейдером булыжник выглядит как камень Края и наоборот. |  |
| NTSC | Делает экран похожим на ЭЛТ-телевизор. |  |
| Контур | Обводит блоки по контуру. |  |
| Люминофор | Когда камера игрока двигается, изображение оставляет «хвост». |  |
| Камера | Похож на шейдер «NTSC», но не сильно изменяет картинку и не потребляет много ресурсов. | |
| Sobel | Выделяет границы, показывая цветом точки разность цветов её соседей. Области однородного цвета, такие как небо, становятся черными. См. оператор Собеля |  |
| Пиксели | Меняет вид на 8-битный цвет низкого разрешения с 2D эффектом. |  |
| Обесцвечивание | Делает окружение игрока мрачным. |  |
| Зелёный | Как «NTSC» и «Пиксели», но с красивым зелёным оттенком. |  |
| Размытие | Делает вас очень близоруким. |  |
| Колебание | С этим шейдером все изображение колеблется и меняет цвет. |  |
| Пузырьки | Как «Пузырьки 2», но пятна выглядят меньше, а когда приближаешься к блоку — больше. |  |
Зачем нужна потрясающая графика в майнкрафте? топ шейдеров
В данной статье используются материалы из статьи «Шейдеры» с вики-сайта Minecraft Wiki, расположенного на Фэндоме, и они распространяются согласно лицензии Creative Commons Attribution-Share Alike. Авторы статьи.
Источник: wiki-minecraft.ru
Что такое шейдеры? Просто о сложном для начинающих
Двигателем прогресса в сторону фотореалистичности картинки в компьютерной графике я считаю именно компьютерные игры, поэтому давайте именно в разрезе видео-игр и поговорим о том, что такое “шейдеры”.
До того, как появились первые графические ускорители, всю работу по отрисовке кадров видеоигры выполнял бедняга центральный процессор.
Отрисовка кадра, довольно рутинная работа на самом деле: нужно взять “геометрию” – полигональные модели (мир, персонаж, оружие и т.д.) и растеризовать. Что такое растеризовать? Вся 3d модель состоит из мельчайших треугольников, которые растеризатор превращает в пиксели (то есть “растеризовать” значит превратить в пиксели). После растеризации взять текстурные данные, параметры освещенности, тумана и тп и рассчитать каждый результирующий пиксель игрового кадра, который будет выведен на экран игроку.
Так вот, центральный процессор (CPU – Central Processing Unit) слишком умный парень, чтобы заставлять его заниматься такой рутиной. Вместо этого логично выделить какой-то аппаратный модуль, который разгрузит CPU, чтобы тот смог заниматься более важным интеллектуальным трудом.
Таким аппаратным модулем стал – графический ускоритель или видеокарта (GPU – Graphics Processing Unit). Теперь CPU подготавливает данные и загружает рутинной работой коллегу. Учитывая, что GPU сейчас это не просто один коллега, это толпа миньонов-ядер, то он с такой работой справляется на раз.
Но мы пока не получили ответа на главный вопрос: Что такое шейдеры? Подождите, я подвожу к этому.
Хорошая, интересная и близкая к фото-реализму графика, требовала от разработчиков видеокарт реализовывать многие алгоритмы на аппаратном уровне. Тени, свет, блики и так далее. Такой подход – с реализацией алгоритмов аппаратно называется “Фиксированный пайплайн или конвейер” и там где требуется качественная графика он теперь не встречается. Его место занял “Программируемый пайплайн”.
Запросы игроков “давайте, завозите хороший графоний! удивляйте!”, толкали разработчиков игр (и производителей видеокарт соответственно) все к более и более сложным алгоритмам. Пока в какой-то момент зашитых аппаратных алгоритмов им стало слишком мало.
Наступило время видеокартам стать более интеллектуальными. Было принято решение позволить разработчикам программировать блоки графического процессора в произвольные конвейеры, реализующие разные алгоритмы. То есть разработчики игр, графические программисты отныне смогли писать программы для видеокарточек.
И вот, наконец, мы дошли до ответа на наш главный вопрос.
“Что такое шейдеры?”
Ше́йдер (англ. shader — затеняющая программа) — это программа для видеокарточки, которая используется в трёхмерной графике для определения окончательных параметров объекта или изображения, может включать в себя описание поглощения и рассеяния света, наложения текстуры, отражения и преломление, затенение, смещение поверхности и множество других параметров.
Графический пайплайн
Преимущество программируемого конвейера перед его предшественником в том, что теперь программистам можно создавать свои алгоритмы самостоятельно, а не пользоваться зашитым аппаратно набором опций.
Сначала видеокарты оснастили несколькими специализированными процессорами, поддерживающими разные наборы инструкций. Шейдеры делили на три типа в зависимости от того, какой процессор будет их исполнять. Но затем видеокарты стали оснащать универсальными процессорами, поддерживающими наборы инструкций всех трёх типов шейдеров. Деление шейдеров на типы сохранилось для описания назначения шейдера.
Помимо графических задач с такими интеллектуальными видеокартами появилась возможность выполнения на GPU вычислений общего назначения (не связанных с компьютерной графикой).
Впервые полноценная поддержка шейдеров появилась в видеокартах серии GeForce 3, но зачатки были реализованы ещё в GeForce256 (в виде Register Combiners).
Виды шейдеров
В зависимости от стадии конвейера шейдеры делятся на несколько типов: вершинный, фрагментный (пиксельный) и геометрический. А в новейших типах конвейеров есть еще шейдеры тесселяции. Подробно обсуждать графический конвейер мы не будем, я все думаю не написать ли об этом отдельную статью, для тех кто решит заняться изучением шейдеров и программирования графики. Напишите в комментариях если Вам интересно, я буду знать, стоит ли тратить время.
Вершинный шейдер
Вершинными шейдерами делают анимации персонажей, травы, деревьев, создают волны на воде и многие другие штуки. В вершинном шейдере программисту доступны данные, связанные с вершинами например: координаты вершины в пространстве, её текстурные координатами, её цвет и вектор нормали.
Геометрический шейдер
Геометрические шейдеры способны создавать новую геометрию, и могут использоваться для создания частиц, изменения детализации модели «на лету», создание силуэтов и т.п. В отличие от предыдущего вершинного, способны обработать не только одну вершину, но и целый примитив. Примитивом может быть отрезок (две вершины) и треугольник (три вершины), а при наличии информации о смежных вершинах (англ. adjacency) для треугольного примитива может быть обработано до шести вершин.
Пиксельный шейдер
Пиксельными шейдерами выполняют наложение текстур, освещение, и разные текстурные эффекты, такие как отражение, преломление, туман, Bump Mapping и пр. Пиксельные шейдеры также используются для пост-эффектов.
Пиксельный шейдер работает с фрагментами растрового изображения и с текстурами — обрабатывает данные, связанные с пикселями (например, цвет, глубина, текстурные координаты). Пиксельный шейдер используется на последней стадии графического конвейера для формирования фрагмента изображения.
На чем пишут шейдеры?
Изначально шейдеры можно было писать на assembler-like языке, но позже появились шейдерные языки высокого уровня, похожие на язык С, такие как: Cg, GLSL и HLSL.
Такие языки намного проще чем C, ведь задачи решаемые с их помощью, гораздо проще. Система типов в таких языках отражает нужды программистов графики. Поэтому они предоставляют программисту специальные типы данных: матрицы, семплеры, векторы и тп.
RenderMan
Все что мы обсудили выше относится к realtime графике. Но существуют non-realtime графика. В чем разница – realtime – реальное время, тоесть здесь и сейчас – давать 60 кадров в секунду в игре, это процесс реального времени. А вот рендерить комплексный кадр для ультрасовременной анимации по несколько минут это non-realtime. Суть во времени.
Например, графику такого качества как в последних мультипликационных фильмах студии Pixar получить в реальном времени мы сейчас не можем. Очень большие рендер-фермы обсчитывают симуляции света по совсем другим алгоритмам, очень затратным, но дающим почти фотореалистичные картинки.
Супер-реалистичная графика в Sand piper
Например, посмотрите, на вот этот милый мультфильм, песчинки, перышки птички, волны, все выглядит невероятно реальным.
*Видео могут забанить на Youtube, если оно не открывается, погуглите pixar sandpiper – короткометражный мультфильм про храброго песочника очень милый и пушистый. Умилит и продемонстрирует насколько крутой может быть компьютерная графика.
Так вот это RenderMan от фирмы Pixar. Он стал первым языком программирования шейдеров. API RenderMan является фактическим стандартом для профессионального рендеринга, используется во всех работах студии Pixar и не только их.
Полезная информация
Теперь Вы знаете что такое шейдеры, но помимо шейдеров, есть другие очень интересные темы в разработке игр и компьютерной графике, которые наверняка Вас заинтересуют:
- Партиклы (системы частиц),- техника создания потрясающих эффектов в современных видео-играх. Обзорная статья и видео с уроками создания эффектов в Unity3d
- Для начинающего Unity3d программиста,- если Вы задумываетесь о разработке видеоигр, в качестве профессиональной карьеры или хобби, эта статья содержит отличный набор рекомендаций “с чего начать”, “какие книги читать” и т.д.
Если остались вопросы
Как обычно, если у Вас остались какие-то вопросы, задавайте их в комментариях, я всегда отвечу. За любое доброе слово или правку ошибок я буду очень признателен.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Время от времени пишет статьи о разработке игр и проводит интервью с разработчиками. Сейчас работает engine-progremmer’ом в Larian Studios. Большой поклонник игр Naughty Dog.
Источник: coremission.net
Что такое шейдеры простыми словами?
В рамках данной статьи, я расскажу вам простыми словами что такое шейдеры, а так же зачем они нужны.
Требования к качеству компьютерной графики растут от дня к дню. Раньше 2D-графика считалась вполне достаточной и ее хватало, чтобы поражать воображение миллионов людей. В нынешнее же время, визуализации уделяется существенно больше внимания.
Однако, в периоды становления нынешней 3D-графики, многие столкнулись с той проблемой, что встроенных фильтров и примочек видеокарт (GPU) попросту не хватает. К примеру, нередко возникала необходимость в собственных эффектах. Поэтому многое приходилось делать вручную и проводить расчеты в основном процессоре компьютера (CPU), что несомненно отражалось на производительности (при том, что видюха, как говорится, «простаивала» без дела).
Так что, со временем появились различные технологии, такие как шейдеры, позволяющие использовать мощности GPU для специфических нужд.
Что такое шейдеры и зачем они нужны?
Шейдер — компьютерная программа (код), который можно запускать в процессорах видеокарты, не тратя без необходимости мощности центрального процессора. При чем из этих шейдеров можно выстраивать конвейеры (их последовательное применение). То есть, один и тот же шейдер можно применять к различного рода графическим объектам, что существенно упрощает процесс создания анимации.
Изначально, видеокарты подразумевали три типа — вершинный (для эффектов отдельно взятых вершин; например, для создания эффекта волн, отрисовка травы и прочее), геометрический (для небольших примитивов; например, для создания силуэтов) и пиксельный (для фильтров определенной области изображения; например, туман). И, соответственно, было три типа специализированных процессоров в плате. Позже же от подобного деления отказались и все процессоры видеокарт стали универсальными (поддерживают все три типа).
Снижение общей нагрузки центрального процессора это не все предназначение возможности создания собственных шейдеров. Стоит понимать, что немало игр и видео повторно используют одни и те же возможности. К примеру, зачем в десятках однотипных анимационных программах с нуля писать, например, эффекты для воды, если можно воспользоваться готовыми библиотеками, такими как OpenGL или же DirectX? Последние содержат в себе уже немало реализованных шейдеров и предоставляют более удобный метод написания собственных (не нужно писать низкоуровневые команды для GPU).
То есть, если раньше, чтобы создать самую простую анимацию или игру, нужно было обладать существенными познаниями, то в сегодняшних реалиях это задача посильная многим.
В чем польза подхода с шейдерами?
С шейдерами есть некая неразбериха, так как существуют различные стандарты языков программирования под разные библиотеки (GLSL — OpenGL, HLSL — DirectX и так далее), и это не считая того, что сами производители видеокарт могут поддерживать различные возможности. Однако, плюс их использования легко можно оценить, взглянув на картинку выше с примером разницы отображения между DirectX 9 и DirectX 10.
Таким образом, если вы используете шейдеры известной библиотеки, то достаточно выхода следующей версии, чтобы качество повысилось само собой. Конечно, тут есть нюансы, такие как совместимость, поддержка появившихся специализированных команд и прочее, но все же.
Кроме графики, подход с шейдерами полезен обычным пользователям следующими вещами:
1. Повышается скорость и производительность компьютера (ведь центральному процессору нет необходимости производить расчет графики вместо GPU).
2. Компьютерные игры и мультанимации стали выходить чаще, так как процесс их выпуска стал существенно проще по ряду причин. Есть готовые движки и библиотеки, соответственно, требования к знаниям и объему кода снизились. Анимационные эффекты стало возможно переносить от одного творения к другому без особых сложностей (к примеру, расширения к готовым движкам). Сам подход более унифицирован. И прочие.
Теперь, вы знаете что такое шейдеры, зачем они нужны и какая от них польза.
☕ Понравился обзор? Поделитесь с друзьями!
Источник: ida-freewares.ru