Пиксельные шейдеры

Видеосистема ПК

Вершинные шейдеры при необходимости можно перенаправить на исполнение центральным процессором. С геометрическими расчетами мощный процессор справится без проблем. Но при выполнении пиксельного шейдера даже сверхмощный CPU задумается надолго, поскольку здесь происходит интенсивный обмен с памятью и сложные расчеты с использованием вещественных чисел. В задачах расчета освещения это ключевой момент: динамического диапазона стандартного 8-битного цвета для передачи всего богатства оттенков может не хватить.
Поэтому обработкой пиксельных шейдеров практически всегда занимаются пиксельные конвейеры графического процессора. Использование пиксельных шейдеров позволило реализовать расчет освещенности объектов методом Фонга, обеспечивающим наивысшую на сегодняшний день реалистичность. Согласно методу Фонга, цвет участка поверхности рассчитывается раздельно в каждом из цветовых каналов и складывается из трех компонентов: фонового освещения (имитирующего естественный рассеянный свет), диффузного отражения (рассеянного света, отраженного от поверхности) и зеркального отражения (имитирующего направленное отражение). На практике фоновое освещение используют для того, чтобы подсветить излишне темные участки. Диффузное отражение соответствует отражению света от неровной поверхности. Подобная поверхность рассеивает падающий на нее свет практически равномерно по всем направлениям. Но, в отличие от фонового освещения, диффузное отражение учитывает направление на источник света. Главная изюминка метода Фонга кроется в расчете зеркального отражения, учитывающего не только направление на источник света, но и местоположение наблюдателя