Cg (сокращение от C for Graphics^[1]) — высокоуровневый язык программирования, разработанный Nvidia в тесном сотрудничестве с Microsoft для программирования шейдеров. Cg основан на языке программирования C. Несмотря на то, что они имеют один и тот же синтаксис, некоторые функции C были изменены и добавлены новые типы данных, чтобы сделать Cg более подходящим для программирования графических процессоров. Этот язык специализирован для программирования графического процессора и не используется для GPGPU. Компилятор Cg выводит программы шейдеров DirectX или OpenGL. С 2012 года Cg устарела, без дополнительной поддержки.^[2]

Из-за технических достижений в компьютерной графике некоторые области программирования 3D-графики стали довольно сложными. Чтобы упростить процесс, к графическим картам были добавлены новые функции, в том числе возможность изменять свои конвейеры рендеринга с использованием шейдеров.

Вначале шейдеры программировались на очень низком уровне и только на языке ассемблера. Хотя использование языка ассемблера дало программисту полный контроль над кодом и гибкостью, его было довольно сложно использовать. Был необходим более удобный язык высокого уровня для программирования графического процессора, поэтому Cg был создан для решения этих проблем и упрощения разработки шейдеров.

Некоторые из преимуществ Cg:

• Код высокого уровня легче читать и редактировать, чем код ассемблера.
• Код Cg переносится на широкий спектр аппаратных средств и платформ, в отличие от ассемблерного кода, который обычно зависит от оборудования и платформ, для которых он написан.
• Компилятор Cg может оптимизировать код и выполнять задачи более низкого уровня автоматически.

Cg имеет шесть основных типов данных. Некоторые из них такие же, как в C, но есть и другие, специально добавленные для программирования графического процессора. Эти типы:

• float — 32-битное число с плавающей запятой
• half — 16-битное число с плавающей запятой
• int — 32-битное целое число
• fixed — 12-битное число с фиксированной запятой
• bool — логическая переменная
• sampler* — представляет собой объект текстуры

Cg также содержит векторные и матричные типы данных, основанные на базовых типах данных, такие как float3 и float4x4. Такие типы данных довольно распространены при работе с 3D программированием. Cg также имеет типы данных структуры и массива, которые работают аналогично их C-эквивалентам.

Cg поддерживает широкий диапазон операторов, включая общие арифметические операторы из C, эквивалентные арифметические операторы для векторных и матричных типов данных и общие логические операторы.

Cg поддерживает основные структуры управления из C, такие как if ... else, while и for. Он также имеет аналогичный способ определения функций.

Как и в C, Cg имеет набор функций для общих задач программирования графического процессора. Некоторые из функций имеют эквиваленты в C, как математические функции abs и sin, в то время как другие специализируются на задачах графического программирования, такие как функции отображения текстуры tex1D и tex2D.

Программы Cg — это только шейдеры, и им нужны поддерживающие программы, которые обрабатывают остальную часть процесса рендеринга. Cg можно использовать с двумя графическими API: OpenGL или DirectX. Каждый из них имеет свой собственный набор функций для связи с программой Cg, например, с установкой текущего шейдера Cg, передачей параметров и т. п.

Помимо возможности скомпилировать исходный код Cg для сборки, время выполнения Cg также имеет возможность компилировать шейдеры во время выполнения поддерживающей программы. Это позволяет компиляции шейдера с помощью последних оптимизаций, доступных для аппаратного обеспечения, на котором в данный момент выполняется программа. Однако для этого метода требуется, чтобы исходный код для шейдера был доступен в виде обычного текста компилятору, позволяя пользователю программы получить доступ к исходному коду для шейдера. Некоторые разработчики рассматривают это как главный недостаток этой техники.

Чтобы избежать раскрытия исходного кода шейдера и по-прежнему поддерживать некоторые из конкретных аппаратных оптимизаций, была разработана концепция профилей. Шейдеры могут быть скомпилированы в соответствии с различными графическими аппаратными платформами (в соответствии с профилями). При выполнении поддерживающей программы наиболее оптимизированный шейдер загружается в соответствии с его профилем. Например, может быть профиль для видеокарты, поддерживающей сложные шейдеры, и другой профиль, который поддерживает только минимальные шейдеры. Создавая шейдер для каждого из этих профилей, поддерживающая программа увеличивает количество поддерживаемых платформ, не жертвуя качеством изображения на мощных системах.

 // input vertex
 struct VertIn {
     float4 pos   : POSITION;
     float4 color : COLOR0;
 };
 
 // output vertex
 struct VertOut {
     float4 pos   : POSITION;
     float4 color : COLOR0;
 };
 
 // vertex shader main entry
 VertOut main(VertIn IN, uniform float4x4 modelViewProj) {
     VertOut OUT;
     OUT.pos     = mul(modelViewProj, IN.pos); // calculate output coords
     OUT.color   = IN.color; // copy input color to output
     OUT.color.z = 1.0f; // blue component of color = 1.0f
     return OUT;
 }

Nvidia
Графические процессоры (сравнение)	Ранние NV1 NV2 Семейство RIVA 128 TNT TNT2 Семейство GeForce GeForce 256 GeForce 2 GeForce 3 GeForce 4 GeForce FX GeForce 6 GeForce 7 GeForce 8 GeForce 9 GeForce 100 GeForce 200/300 GeForce 400 GeForce 500 GeForce 600 GeForce 700 GeForce 800M GeForce 900 GeForce 10 GeForce 16 GeForce 20 GeForce 30 GeForce 40 GeForce 50 Рабочие станции и HPC Nvidia DGX Quadro Plex CX Tesla Микроархитектуры Fahrenheit[англ.] Celsius[англ.] Kelvin[англ.] Rankine[англ.] Curie[англ.] Tesla[англ.] Fermi Kepler Maxwell Pascal Volta Turing Ampere Hopper Ada Lovelace Технологии NVDEC NVENC SLI PureVideo TurboCache PhysX CUDA OptiX FXAA 3D Vision G-Sync Nvidia RTX
Чипсеты материнских плат (сравнение)	Семейство GeForce GeForce 8 GeForce 9 ION Семейство nForce nForce 220 / 415 / 420 nForce2 nForce3 nForce4 nForce 500 nForce 600 nForce 700 Технологии ESA EPP LinkBoost MXM MCP NVLink SoundStorm SLI
Прочее	Консоли NV2A (Xbox) RSX (PlayStation 3) SHIELD SoC GoForce Tegra Tegra APX 2500 Tegra (серия 600) Tegra APX 2600 Tegra 2 Tegra 3 Tegra 4 Tegra 4i Tegra K1 Tegra X1 Tegra X2 Xavier CPU Project Denver[англ.] Carmel Echelon Grace Grace Superchip GH200 Grace Hopper Драйверы / ПО Cg CUDA ForceWare GeForce Experience Gelato System Tools nView Приобретения 3dfx Interactive ULi Hybrid Graphics PortalPlayer Mental Images Ageia Icera