ピクセル シェーダー①

WPF・Silverlightでもピクセルシェーダーが使えます。Direct3DではピクセルシェーダーはGPU上で動作し、頂点シェーダーと組み合わせて頂点からラスタ化されたピクセル（サブピクセル）とテクスチャなどを処理しますが、WPF・Silverlightで使われるピクセルシェーダーはUIElementに適用する画像処理です。WPFのピクセルシェーダーはGPUで、SilverlightのピクセルシェーダーはCPUで動作します。

ピクセルシェーダーとは単純に言うと各ピクセルの色を出力するプログラムです。次のピクセルシェーダーでは全てのピクセルに赤を出力します（returnで返します）。

ピクセルシェーダーはピクセル単位で全ピクセルを処理するので、条件分岐すれば出力色を変えることができます。次の例では、元のUIElementの範囲（中央より上下左右）によって出力する色を変えています。uvは現在処理しているピクセルの相対座標を示す変数で、tex2DはUIElement（レジスタS0に割り当てられている）の色を取得するメソッドです。

ピクセルシェーダーを記述する言語はMicrosoft HLSL（High Level Shader Language）で、C言語と似ていますがポインターはなく、行列やベクトル用の型を持っています。なぜHigh Level Language（高級言語）と言うかというと、Direct3D 8のころ（シェーダーモデル1.*）にはアセンブラでしかシェーダーが書けなかったからです。HLSLはDirect3D 9で導入されました（シェーダーモデル 2.0, 3.0）。Direct3D 10以後（シェーダーモデル4.0以後）はアセンブラでは書けなくなりました（サポートされなくなったこともありますが、複雑すぎて実質的に書くのは難しくなりました）。WPF 4ではシェーダーモデル 3.0を、それ以前のWPFとSilverlgihtではシェーダーモデル 2.0をサポートします。2.0と3.0でピクセルシェーダーとして最も重要なことは（コンパイル後の）最大算術命令数が64から最低512になったことで、より複雑な処理をコーディングできます。

WPF・Silverlightでピクセルシェーダーを使うにはシェーダーソースを書いて、そのシェーダーソースをfxcコンパイラーでコンパイルして、生成したバイトコードをプロジェクトに追加して、ShaderEffectクラスを継承した独自のEffectクラスを作成する必要があります。少し面倒なので、何回かに分けてピクセルシェーダーの書き方と使い方を解説していきます。