OpenGLでMesh Shaderを使ってみる

インターネットに転がっているMesh ShaderのサンプルはDirectX 12やVulkanが多いが、実はOpenGLでも特定環境ではMesh Shaderが使える。簡単なサンプルとしてMesh Shaderを用いた三角形の描画を行う。

描画コマンド

NV_mesh_shader拡張を利用する。NVIDIAのTuring以降のGPUであれば使えるはず。

描画コマンドはCompute ShaderのDispatchに似ており、WorkGroupの数を指定する。

void DrawMeshTasksNV( uint first, uint count );

Compute Shaderとは異なり、WorkGroupは一次元で、gl_WorkGroupID.yとgl_WorkGroupID.zは0になる。
gl_WorkGroupID.xは [first, first+count-1] の範囲に設定される。

シェーダー

#version 460
#extension GL_NV_mesh_shader : require

layout(local_size_x = 1) in;
layout(max_vertices = 3, max_primitives = 1) out;
layout(triangles) out;

out VertexOut
{
	vec4 color;
} vertexOuts[];

void main() 
{
    // 頂点位置
    gl_MeshVerticesNV[0].gl_Position = vec4(-0.5, -0.5, 0.0, 1.0);
    gl_MeshVerticesNV[1].gl_Position = vec4( 0.5, -0.5, 0.0, 1.0);
    gl_MeshVerticesNV[2].gl_Position = vec4( 0.0,  0.5, 0.0, 1.0);

    // プリミティブのインデックス
    gl_PrimitiveIndicesNV[0] = 0;
    gl_PrimitiveIndicesNV[1] = 1;
    gl_PrimitiveIndicesNV[2] = 2;

    // プリミティブの数
    gl_PrimitiveCountNV = 1;

    // 頂点カラー
    vertexOuts[0].color = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
    vertexOuts[1].color = vec4(0.0, 1.0, 0.0, 1.0);
    vertexOuts[2].color = vec4(0.0, 0.0, 1.0, 1.0);
}

コードの解説

Mesh ShaderではCompute Shaderのようにスレッド数を設定する。

layout(local_size_x = 1) in;

出力する最大頂点数と最大プリミティブ数を設定する。

layout(max_vertices = 3, max_primitives = 1) out;

プリミティブのタイプを三角形に指定する。他にもpointsとlinesを指定することができる。

layout(triangles) out;

頂点位置の出力

gl_MeshVerticesNV[0].gl_Position = vec4(-0.5, -0.5, 0.0, 1.0);
gl_MeshVerticesNV[1].gl_Position = vec4( 0.5, -0.5, 0.0, 1.0);
gl_MeshVerticesNV[2].gl_Position = vec4( 0.0,  0.5, 0.0, 1.0);

頂点インデックスの出力

gl_PrimitiveIndicesNV[0] = 0;
gl_PrimitiveIndicesNV[1] = 1;
gl_PrimitiveIndicesNV[2] = 2;

出力するプリミティブ数を設定する

gl_PrimitiveCountNV = 1;

独自にデータの出力をして、Fragment Shaderに渡すこともできる。

out VertexOut
{
	vec4 color;
} vertexOuts[];

void main() 
{
    ...
    vertexOuts[0].color = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
    vertexOuts[1].color = vec4(0.0, 1.0, 0.0, 1.0);
    vertexOuts[2].color = vec4(0.0, 0.0, 1.0, 1.0);
}

実行すると以下のような三角形が描画される。

全体のコードはここに置いておきます。
https://github.com/molimolily/GL_MeshShaderSample

おわり

低レベルなAPIを使用せずとも、Mesh Shaderが使用できるのでめちゃくちゃ楽
気が向いたらモデルの描画とかTask Shaderを用いたcullingについても書くかも

参考