O que é a tecnologia de mesh shaders?

Os mesh shaders, ou sombreadores em malha, são um conjunto de instruções utilizadas no processamento de geometria em modelos e aplicações 3D. Embora tenham sido introduzidos em 2018, essa tecnologia ganhou destaque recentemente por sua flexibilidade e capacidade de substituir os tradicionais vertex shaders e outros tipos de sombreadores.

O papel dos shaders na renderização de jogos

Antes de discutir sobre os mesh shaders, é importante entender o conceito inicial de shaders. Nos videogames, todo o visual, com seus efeitos, texturas e cores exuberantes, é construído a partir de milhares de polígonos, principalmente triângulos. No passado, devido às limitações tecnológicas, os jogos possuíam uma aparência quadrada e menos realista. Atualmente, graças aos avanços na computação, é possível criar modelos 3D muito próximos da realidade, utilizando milhões de polígonos para criar objetos e cenas suaves e detalhados.

Os shaders são conjuntos de instruções enviadas para a placa de vídeo durante o processo de renderização, antes que a imagem final seja exibida na tela. Eles são responsáveis por criar diversos efeitos nos jogos, como movimentos, reflexos, iluminação e interações com o ambiente.

Os diferentes tipos de shaders existentes

O shader mais utilizado na indústria dos jogos é o vertex shader, que trabalha nos vértices dos polígonos. Ele permite alterar a posição, textura e cor dos vértices, porém possui suas limitações, já que não pode criar novos vértices. Isso faz com que todo o processamento tenha que ser feito antes de ser renderizado, o que pode tornar a produção mais complexa para os desenvolvedores.

Para contornar essas limitações, a indústria criou outros tipos de shaders, como os geometry/domain/hull e tessellation shaders, porém eles não obtiveram resultados satisfatórios em termos de desempenho e facilidade de trabalho.

A introdução dos mesh shaders

Foi somente em 2018 que a NVIDIA introduziu os mesh shaders nas placas de vídeo GeForce RTX com arquitetura Turing. No entanto, essa tecnologia ainda era embrionária e só ganhou suporte ao DirectX 12 Ultimate em 2020. Os mesh shaders combinam conceitos dos vertex e geometry shaders em um único sombreador, simplificando a pipeline de renderização e permitindo a criação de novos vértices. Além disso, eles utilizam um sistema de instruções cooperativo, tornando todo o processo mais flexível.

Os benefícios e a aplicação prática dos mesh shaders

Os mesh shaders são especialmente úteis para aplicações 3D complexas, como jogos, pois facilitam o trabalho dos desenvolvedores e proporcionam mais desempenho para os jogadores. Eles contribuem para uma qualidade gráfica superior, permitindo a criação de cenas mais detalhadas e realistas.

No entanto, apesar de suas vantagens, os mesh shaders ainda não são amplamente utilizados. Isso se deve em parte à falta de hardware compatível, já que eles foram introduzidos no mercado doméstico apenas recentemente. Apenas as placas de vídeo GeForce RTX da NVIDIA e as Radeon RX 6000 da AMD possuem suporte para mesh shaders. Nos consoles, somente o PS5 e os Xbox Series X e Series S oferecem esse suporte.

O futuro dos mesh shaders na indústria dos jogos

O lançamento de jogos como Alan Wake 2, que utiliza a tecnologia de mesh shaders, representa um passo importante para sua consolidação na indústria. Apesar de limitar o acesso a jogadores com GPUs antigas, essa tecnologia pode se tornar cada vez mais presente em futuros títulos.

Os mesh shaders juntamente com técnicas como Ray Tracing e Path Tracing possibilitam um salto significativo na qualidade visual dos jogos, porém também podem exigir um hardware mais avançado. O impacto para a indústria e para os jogadores ainda é incerto, mas a promessa de uma experiência gráfica superior é empolgante.

Referências: