Advanced GLSL

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- Learn OpenGL
- Rinthel Kwon - OpenGL Lecture

GLSL Built-In Variable

GLSL에는 여러가지 내장 변수(타입)들이 존재한다. 예를 들어 vertex shader에서 출력에 사용되는 gl_position은 clip space 상에서의 위치를 나타내는 변수이다. 이번 포스팅에서는 gl_position외에 GLSL의 몇 가지 다른 내장 변수들을 알아보자.

gl_PointSize

// Render()...
glEnable(GL_PROGRAM_POINT_SIZE);  
glDrawElements(GL_POINTS, m_indexBuffer->GetCount(), GL_UNSIGNED_INT, 0);


// vertex shader
void main()
{
    gl_Position = projection * view * model * vec4(aPos, 1.0);    
    gl_PointSize = gl_Position.z;    
}  

gl_VertexID

gl_VertexID는 현재 vertex shader에서 처리 중인 vertex의 index이다. 어디에 사용되는지는 잘 모르겠지만, 이전에 회사에서 compute shader로 ML모델을 다룰 때 매우 중요하게 사용되었다.

gl_FragCoord

// fragment shader
void main()
{             
    if(gl_FragCoord.x < 400)
        FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
    else
        FragColor = vec4(0.0, 1.0, 0.0, 1.0);        
}  

• gl_FragCoord의 z값은 해당 픽셀의 깊이를 0~1의 값으로 표현해주기 때문에 여기저기 유용하게 사용됨
• x,y 좌표는 window-space 상에서의 x,y좌표를 나타냄

gl_FrontFacing

#version 330 core

out vec4 FragColor;
  
in vec2 TexCoords;

uniform sampler2D frontTexture;
uniform sampler2D backTexture;

void main()
{             
    if(gl_FrontFacing)
        FragColor = texture(frontTexture, TexCoords);
    else
        FragColor = texture(backTexture, TexCoords);
}  

• gl_FrontFacing : 해당 픽셀이 앞면인지, 뒷면인지 bool값을 리턴
  • 앞면/뒷면에 따라 다른 재질을 입히거나 할 때 등 사용

gl_FragDepth

// fragment shader
#version 420 core // note the GLSL version!

out vec4 FragColor;
layout (depth_greater) out float gl_FragDepth;

void main()
{             
    FragColor = vec4(1.0);
    gl_FragDepth = gl_FragCoord.z + 0.1;
}  

gl_FragCoord의 z값을 이용해면 fragment의 depth값을 불러올 수 있다. 하지만 gl_FragCoord는 read_only 데이터이기 때문에 이를 이용해 fragment의 depth값을 수정할 수는 없다. 이때 gl_FragDepth 데이터를 이용하면 해당 fragment의 depth값을 직접 지정할 수 있다. 하지만 gl_FragDepth을 이용할 때 성능적인 패널티를 고려해야 한다. 뒤에서 배울 Deferred Shading의 경우 fragment shader 실행 이전에 depth-test(early depth-test)가 실행되는데, fragment shader에서 depth값을 변경한다면 해당 옵션을 사용할 수 없기 때문이다. 하지만 OpenGL4.2 버전부터 이러한 오버헤드를 적절히 조절할 수 있는 기능이 추가되었다.

layout (depth_<condition>) out float gl_FragDepth;

Condition	Description
any	기본값. Early depth testing이 비활성화되고 대부분의 성능을 잃게됨
greater	gl_FragCoord.z 값보다 큰 depth 값만을 작성할 수 있음
less	gl_FragCoord.z 값보다 작은 depth 값만을 작성할 수 있음
unchanged	gl_FragDepth를 작성하면 정확히 gl_FragCoord.z의 값을 작성

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