Last updated on 28 nov 2024

¿Cuáles son algunos de los tipos y técnicas de shader comunes en el desarrollo de juegos?

Con tecnología de la IA y la comunidad de LinkedIn

Los sombreadores son programas que se ejecutan en la tarjeta gráfica y controlan cómo se representan los píxeles de la pantalla. Son esenciales para crear imágenes realistas e inmersivas en los juegos, así como para agregar efectos especiales y estilos artísticos. En este artículo, aprenderá sobre algunos de los tipos y técnicas de sombreado comunes en el desarrollo de juegos, y cómo pueden mejorar los gráficos de su juego.

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1 Sombreadores de vértices

Los sombreadores de vértices son la primera etapa de la canalización del sombreador y operan en los vértices individuales de los modelos 3D de la escena. Pueden manipular la posición, el color, las coordenadas de textura y otros atributos de los vértices, así como realizar cálculos como iluminación, transformaciones y animaciones. Los sombreadores de vértices se pueden usar para crear efectos como deformaciones, teselación, viento y olas de agua.

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Peter Matejovsky

Inventive Unreal C++ Developer with years of experience in the Training & Simulation field, VR/AR, Serious Games. I help companies with building better in-house software tools and improving their production capabilities.
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One quite often overlooked thing is that one can use vertex shaders to do computations that do not require that much precision as if done in pixel shader. In such cased speed gained from such optimizations can be quite substantial. Screens are getting bigger. Other cool things you can do with vertex shaders are full screen triangle or instanced point sprites.

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2 Sombreadores de píxeles

Los sombreadores de píxeles son la segunda etapa de la canalización del sombreador y operan en los píxeles individuales generados por la rasterización de los modelos 3D. Pueden determinar el color final, el brillo, la transparencia y otras propiedades de los píxeles, así como realizar cálculos como sombreado, fusión, niebla y reflejos. Los sombreadores de píxeles se pueden usar para crear efectos como texturas, mapeo de protuberancias, mapeo normal, resaltados especulares, sombras y posprocesamiento.

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Eugen Brusilovskyy

Senior Rendering Engineer at Chaos
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When reading online resources about shaders, one can encounter a term "fragment shader", which means the same pipeline stage as "pixel shader". "Fragment" stage name is standardized for OpenGL and Vulkan APIs, while "pixel" is a Direct3D way to call it.

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3 Sombreadores de geometría

Los sombreadores de geometría son una etapa opcional de la tubería de sombreado y operan en las formas primitivas (como triángulos y líneas) que están formadas por los vértices. Pueden crear nuevas primitivas, modificar las existentes o descartarlas por completo, así como enviar datos a otras etapas de la canalización. Los sombreadores de geometría se pueden usar para crear efectos como sistemas de partículas, piel, hierba, calcomanías e instancias.

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4 Sombreadores de cómputo

Los sombreadores de proceso son un tipo especial de sombreadores que no forman parte de la canalización del sombreador, sino que se ejecutan de forma independiente en la tarjeta gráfica. Pueden realizar cálculos arbitrarios en grandes conjuntos de datos, como imágenes, búferes y texturas, y comunicarse con otros sombreadores y la CPU. Los sombreadores de cómputo se pueden usar para crear efectos como simulaciones físicas, dinámica de fluidos, trazado de rayos y procesamiento de imágenes.

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Nicholas Karalis

BS + MS CS Student @ University of California, Riverside | Software Developer | Game Developer
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Compute Shaders are, in a way, one of the better options to run an expensive algorithm in parallel. Some significant disciplines that are especially useful for Compute Shaders are physics simulations, procedural generation, and image processing. Since your algorithm is being run on the GPU, Compute Shaders can be an extremely useful tool for optimizing runtime execution. There is an important key detail here though, parallelism. If your algorithm is not made to be run in parallel, then you will experience very little speedup when using a Compute Shader.

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Peter Matejovsky

Inventive Unreal C++ Developer with years of experience in the Training & Simulation field, VR/AR, Serious Games. I help companies with building better in-house software tools and improving their production capabilities.
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Let's not forget that compute shaders can be used for much more than just processing of graphics data, one can run physics simulations in them, culling or spatial queries. Multi-pass compute shaders can be very powerful for any type of data processing that can be done in parallel and such calculations are prime candidate for porting when GPU is available. Very often they will outperform pure CPU calculations which than can be freed to perform more specific calculus not suited for massive parallelization.

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5 Modelos de sombreador

Los modelos de sombreado son especificaciones que definen las características y capacidades de los sombreadores y la tarjeta gráfica. Por lo general, están numerados y tienen diferentes versiones para diferentes plataformas y API

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Muthanna Rebabah

Founder & Unity Developer at Kyami Studio Games specializing in immersive game development.
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Shader models define the features and capabilities of shaders and graphics hardware, with versions tied to platforms and APIs (e.g., DirectX, OpenGL). They impact performance and compatibility, supporting features like tessellation, geometry shaders, and compute shaders, essential for targeting different devices and systems.

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6 Técnicas de sombreado

Las técnicas de sombreado son métodos y enfoques que utilizan shaders para lograr efectos visuales y estilos específicos en los juegos. Pueden combinar diferentes tipos de sombreadores, usar diferentes algoritmos y fórmulas, y aplicar diferentes parámetros y configuraciones. Algunos ejemplos de técnicas de sombreado son el sombreado cel, el sombreado toon, el sombreado de contorno, la floración, el desenfoque de movimiento, la profundidad de campo, la oclusión ambiental y HDR. Las técnicas de sombreado pueden variar en complejidad y dificultad, y requieren una buena comprensión de las matemáticas y la lógica detrás de ellas.

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1 Sombreadores de vértices

2 Sombreadores de píxeles

3 Sombreadores de geometría

4 Sombreadores de cómputo

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