Uber Shader

2013. 01. 27

기본 개념은 한 개의 쉐이더 소스를 짜고 ifdef/ifndef 질을 해서 쉐이더 코드를 여러 형태로 변화시키는 것이다. 이것이 의미가 있는 이유는 여러 종류의 광원모델을 기반으로 쉐이더를 짠다고 하더라도 똑같은 로직/속성의 반복이 등장하기 떄문이다. (즉, 쉐이더 코드의 중복을 줄일 수 있다.)

간단한 예시

하나의 프래그먼트 쉐이더로 색을 그대로 칠하는것과 텍스쳐와 색을 조합해서 칠하는것을 처리하는 예제코드이다. 다음의 예제코드의 맨 앞부분에 매크로를 집어넣고 쉐이더를 컴파일하면 그 결과물은 각각 다른것이 나온다.

void main()
{
	vec4 color = vec4(1, 1, 1, 1);
#if USE_TEXTURE == 1
	gl_FragColor = texture2D(tex, texcoord) * color;
#else
	gl_FragColor = color;
#endif
}

USE_TEXTURE 1

input

#define USE_TEXTURE 1
// input original source
// ...

output

void main()
{
	vec4 color = vec4(1, 1, 1, 1);
	gl_FragColor = texture2D(tex, texcoord) * color;
}

USE_TEXTURE 0

input

#define USE_TEXTURE 0
// input original source
// ...

output

void main()
{
	vec4 color = vec4(1, 1, 1, 1);
	gl_FragColor = color;
}

대체 이걸 어떻게/언제 쓰는가?

내가 간단하게 사용한 방식은 다음과 같다

다음의 속성을 전부 때려박은 광원 모델을 계산하는 쉐이터를 만든다
- Ambient Color
- Diffuse Color
- Diffuse Map
- Specular Color
- Specular Map
각각의 속성에 따른 빛 계산 부분을 블럭으로 묶고 위와 같이 ifdef…endif로 잡아준다
어떤 라이팅 모델이 필요할지에 따라서 코드 맨 위에 define을 걸어준다. 만약 Ambient, DiffuseColor, SpecularColor만 사용하고 싶으면 다음과 같은 문자열과 쉐이더 코드를 합쳐서 쉐이더 코드로 사용한다

#define USE_AMBIENT_COLOR 1
#define USE_DIFFUSE_COLOR 1
#define USE_DIFFUSE_MAP 0
#define USE_SPECULAR_COLOR 1
#define USE_SPECULAR_MAP 0

// Real Uber-Shader Code
//....

기타 광원 효과도 나중에 블럭으로 만들어서 집어넣음으로써 확장이 가능하다.

장점

핵심 라이팅 모델은 쉐이더 코드 하나만 유지보수함으로써 끝난다. 쉐이더를 많이 짤 일이 없는 경우는 Uber shader 몇개로 어지간한건 다 떄울수 있겟더라. dEngine의 경우가 크고 아름다운 UberShader와 몇개의 간단한 쉐이더로 필요한 쉐이더를 전부 때웠다.