Since the introduction of programmable Graphics Processing Units (GPUs) and procedural shaders, hardware vendors have each developed their own individual real-time shading language standard. None of these shading languages is fully platform independent. Although this real-time programmable shader technology could be developed into 3D application on a single system, this platform dependent limitation keeps the shader technology away from 3D Internet applications. The primary purpose of this dissertation is to design a framework for translating different shader formats to platform independent shaders and embed them into the eXtensible 3D (X3D) scene for 3D web applications. This framework includes a back-end core shader converter, which translates shaders among different shading languages with a middle XML layer. Also included is a shader library containing a basic set of shaders that developers can load and add shaders to. This framework will then be applied to some applications in Biomolecular Visualization.

Genom att skapa shaders kan datorspelsutvecklare åstadkomma en uppsjö av visuella effekter. Det enda som sätter gränserna är fantasin och prestandan. En av de största spelmotorerna på marknaden är Unity Engine (Unity Technologies, 2005). Det finns två utvecklingsmetoder för att skapa shaders i Unity; genom det visuella verktyget Unity Shader Graph eller genom att programmera i High-Level Shading Language. Fördelen med Unity Shader Graph är dess användarvänlighet. Kan en följd av denna användarvänlighet vara en nackdel på resultatets prestanda?  Denna studies syfte är att undersöka prestandaskillnader mellan shaders implementerade med High-Level Shading Language kontra Unity Shader Graph. Detta undersöktes genom att skapa tre shaders i Unity Shader Graph och sedan tre utseendemässigt liknande shaders i High-Level Shading Language. Efter skapandet, optimerades shadersarna skapta med High-Level Shading Language genom optimeringstekniker föreslagna av Crawford och O’Boyle (2018). Resultatet visade att inga starka kopplingar kunde göras mellan användandet av Unity Shader Graph och försämrad prestanda. Testresultaten var inte konklusiva, vissa shaders presterade bättre på en hårdvara men sämre på alternativ hårdvara. Vid 3 av 6 test presterade de jämförda shadersarna utan en signifikant prestandaskillnad. / <p>Det finns övrigt digitalt material (t.ex. film-, bild- eller ljudfiler) eller modeller/artefakter tillhörande examensarbetet som ska skickas till arkivet. </p><p>There are other digital material (eg film, image or audio files) or models/artifacts that belongs to the thesis and need to be archived.</p>

Inom spelutveckling vill utvecklare gärna använda sig av visuella effekter för sina spel och genom shaderprogram kan en mångfald av visuella effekter skapas. Det som hindrar spelutvecklare från att använda sig utav alla visuella effekter de vill ha med i spelet är prestandan. Alla användare har inte tillgång till den senaste hårdvaran och kan ha minimikrav på prestandan hos ett spel. Spelbranschen går dessutom mer mot mobila spel (ISFE &amp; EGDF 2021, ss. 18-19). Mobiler har begränsade resurser och har inte lika mycket processorkraft för grafik som en dedikerad grafikprocessor kan ge. Syftet med denna studie är att undersöka om det finns en skillnad i prestanda på shaders som implementerats med Unreal Material kontra High-Level Shading Language. Detta gjordes genom en implementation i varje språk av två shadereffekter. Efteråt konstruerades två renderingsintensiva scener där tidsmätningar på varje implementation genomfördes. Resultatet av detta kunde inte visa på någon koppling mellan vilket implementationssätt som användes och skillnad i prestanda. Resultaten av testerna kunde endast peka på en försumbar skillnad i prestanda.