Geometri Shader (Geometry Shader) 💥
Grafik İşlem Hattında (Pipeline), Vertex Shader ile Fragment Shader arasında yer alan isteğe bağlı donanımsal bir evre bulunur: Geometri Shader.
Vertex shader tek bir tepe noktasını işlerken, Geometri shader bir primitifin tamamını (tüm bir üçgeni veya çizgiyi) girdi olarak alır. En büyüleyici yanı ise: Çalışma anında sıfırdan yeni noktalar, çizgiler ve üçgenler üretebilir veya var olanları silebilir!
Bu bölümde geometri shader'ın gücünü iki muhteşem örnekle göreceğiz: 1. Tek bir noktadan ekranda 3B çatılı evler inşa etmek! 2. Bir 3B modeli yüzey normalleri yönünde havaya uçurmak (Exploding Effect)!
Noktadan Ev Üretmek 🏠
GPU'ya sadece 4 adet nokta (GL_POINTS) gönderip, Geometri Shader içerisinde her bir noktadan çatılı bir ev inşa edebiliriz:
#version 330 core
layout (points) in;
layout (triangle_strip, max_vertices = 5) out;
void build_house(vec4 position)
{
gl_Position = position + vec4(-0.2, -0.2, 0.0, 0.0); // 1: Sol alt
EmitVertex();
gl_Position = position + vec4( 0.2, -0.2, 0.0, 0.0); // 2: Sağ alt
EmitVertex();
gl_Position = position + vec4(-0.2, 0.2, 0.0, 0.0); // 3: Sol üst
EmitVertex();
gl_Position = position + vec4( 0.2, 0.2, 0.0, 0.0); // 4: Sağ üst
EmitVertex();
gl_Position = position + vec4( 0.0, 0.4, 0.0, 0.0); // 5: Çatı tepesi
EmitVertex();
EndPrimitive();
}
void main() {
build_house(gl_in[0].gl_Position);
}
Sonuç: Gönderilen 4 noktadan anında rengarenk 4 adet ev üretilir!
Modelleri Havaya Uçurma (Exploding Effect) 💣
Bir modelin patladığını simüle etmek için her bir üçgenin köşe noktalarını, o üçgenin baktığı yüzey normali yönünde zamana bağlı olarak dışarıya doğru fırlatırız:
vec3 GetNormal()
{
vec3 a = vec3(gl_in[0].gl_Position) - vec3(gl_in[1].gl_Position);
vec3 b = vec3(gl_in[2].gl_Position) - vec3(gl_in[1].gl_Position);
return normalize(cross(a, b));
}
vec4 explode(vec4 position, vec3 normal)
{
float magnitude = 2.0;
vec3 direction = normal * ((sin(time) + 1.0) / 2.0) * magnitude;
return position + vec4(direction, 0.0);
}
void main() {
vec3 normal = GetNormal();
gl_Position = explode(gl_in[0].gl_Position, normal);
EmitVertex();
gl_Position = explode(gl_in[1].gl_Position, normal);
EmitVertex();
gl_Position = explode(gl_in[2].gl_Position, normal);
EmitVertex();
EndPrimitive();
}
Model nefes kesici bir şekilde parçalara ayrılarak uzaya saçılır!
Normalleri Görselleştirme (Debug Aracı) 🔍
Aydınlatma hesaplarında bir hata olduğunda normallerin doğru yönü gösterip göstermediğini kontrol etmek için Geometri Shader ile her bir köşeden dışarıya doğru uzanan parlak sarı çizgiler çizebiliriz:
Sırada aynı anda 100.000 nesneyi 60 FPS çizebileceğimiz Bölüm 10: "Örnekleme (Instancing)" var!