GLSL vs HLSL vs Cg

摘抄自《GPU Programming And Cg Language Primer 1rd Edition》中文名《GPU编程与CG语言之阳春白雪下里巴人》

Shader language目前有3种主流语言：基于OpenGL的GLSL（OpenGL Shading Language，也称为GLslang），基于Direct3D的HLSL（High Level Shading Language），还有NVIDIA公司的Cg （C for Graphic）语言。
　　GLSL与HLSL分别提基于OpenGL和Direct3D的接口，两者不能混用，事实上OpenGL和Direct3D一直都是冤家对头，曹操和刘备还有一段和平共处的甜美时光，但OpenGL和Direct3D各自的东家则从来都是争斗不休。争斗良久，既然没有分出胜负，那么必然是两败俱伤的局面。
首先ATI系列显卡对OpenGL扩展支持不够，例如我在使用OSG（Open Scene Graphic）开源图形引擎时，由于该引擎完全基于OpenGL，导致其上编写的3D仿真程序在较老的显卡上常常出现纹理无法显示的问题。其次GLSL 的语法体系自成一家，而HLSL和Cg语言的语法基本相同，这就意味着，只要学习HLSL和Cg中的任何一种，就等同于学习了两种语言。不过OpenGL 毕竟图形API的曾经领袖，通常介绍OpenGL都会附加上一句“事实上的工业标准”，所以在其长期发展中积累下的用户群庞大，这些用户当然会选择 GLSL学习。此外，GLSL继承了OpenGL的良好移植性，一度在unix等操作系统上独领风骚（已是曾经的往事）。
　　微软的HLSL移植性较差，在windows平台上可谓一家独大，可一出自己的院子（还好院子够大），就是落地凤凰不如鸡。这一点在很大程度上限制了 HLSL的推广和发展。目前HLSL多半都是用于游戏领域。我可以负责任的断言，在Shader language领域，HLSL可以凭借微软的老本成为割据一方的诸侯，但，决不可能成为君临天下的霸主。这和微软现在的局面很像，就是一个被带刺鲜花簇拥着的大财主，富贵已极，寸步难行。
　　上面两个大佬打的很热烈，在这种情况下可以用一句俗话来形容，“鹬蚌相争，渔翁得利”。NVIDIA是现在当之无愧的显卡之王（尤其在AMD兼并ATI之后），是GPU编程理论的奠基者，GeForce系列显卡早已深入人心，它推出的Cg语言已经取得了巨大的成功，生生形成了三足鼎立之势。NVIDIA公司深通广告之道，目前最流行的GPU编程精粹一书就出自该公司，书中不但介绍了大量的GPU前沿知识，最重要的是大部分都用Cg语言实现。凭借该系列的书籍，NVIDIA不光确定了在青年学子间的学术地位，而且成功的推广了Cg语言。我本人就是使用Cg语言进行研发，基于如下理由：

　　其一，Cg是一个可以被OpenGL和Direct3D广泛支持的图形处理器编程语言。 Cg语言和OpenGL、DirectX并不是同一层次的语言，而是OpenGL和DirectX的上层，即，Cg程序是运行在OpenGL和 DirectX标准顶点和像素着色的基础上的；
　　其二，Cg语言是Microsoft和NVIDIA相互协作在标准硬件光照语言的语法和语义上达成了一致，文献[1]在1.3.1节的标题就是 “Microsoft and NVIDIA’s Collaboration to Develop Cg and HLSL”，所以，HLSL和Cg其实是同一种语言（参见Cg教程_可编程实时图形权威指南29页的致谢部分）。很多时候，你会发现用HLSL写的代码可以直接当中Cg代码使用。也就是说，cg基于知识联盟（Microsoft和NVIDIA），且拥有跨平台性，选择cg语言是大势所趋。有心的读者，可以注意市面上当前的GPU编程方面的书籍，大都是基于CG语言的。（附：Microsoft和NVIDIA联手推出Cg，应该是一种经济和技术上的双赢，通过这种方式联手打击GLSL）
　　此外，Cg，即C for graphics，用于图形的C语言，这其实说明了当时设计人员的一个初衷，就是“让基于图形硬件的编程变得和C语言编程一样方便，自由”。正如C++和 Java的语法是基于C的，cg语言本身也是基于C语言的。如果您使用过C、C++、Java其中任意一个，那么Cg的语法也是比较容易掌握的。Cg语言极力保留了C语言的大部分语义，力图让开发人员从硬件细节中解脱出来，Cg同时拥有高级语言的好处，如代码的易重用性，可读性提高等。使用cg还可以实现动画驱动、通用计算（排序、查找）等功能。
在曾经的一段时间中有一种流言：NVIDIA将要抛弃Cg语言。并且在网上关于Cg、GLSL、HLSL的优劣讨论中，Cg的跨平台性也受到过广泛的质疑。我在2007年12月参加朱幼虹老师OSG培训班时，他曾专门对Cg、GLSL、HLSL进行了比较，说道：尽管目前还有一些关于Cg和GLSL之间的争议，不过主流的3D图形厂家都开始支持Cg语言。市场经济的选择可以说明一切，时间可以明辨真伪，到2009年末，Cg语言不但没有被抛弃，而且越来越受欢迎。

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