随着图形技术的不断演进，着色器语言作为开发高效图形程序的关键环节，其重要性不言而喻。近年来，Vulkan作为现代图形API的代表，以其高效、灵活和可扩展的特性赢得了广泛关注。然而，传统用于编写Vulkan着色器的语言如GLSL和HLSL存在诸多限制和痛点，影响了开发者的使用体验和生产效率。为了解决这些问题，Slang着色语言应运而生，尤其是其在Vulkan生态中的引入为着色器开发带来了全新的可能。 Vulkan的设计理念中重要的一环是它将人类可读的着色器代码与API解耦，采用了SPIR-V作为中间表示。这种方式意味着开发者可以使用多种前端着色器语言，只要能够编译到符合Vulkan规范的SPIR-V格式即可。
以往GLSL作为开源且跨平台的选择被大量采用，但其自身语言特性过于陈旧，缺乏现代编程语言中的诸多便利特性，比如模块化、泛型和丰富的标准库等。同时，GLSL在工具链支持上存在不足，缺少官方完善的语法高亮和静态分析工具，这给大型项目开发带来了显著阻碍。相比之下，HLSL作为微软旗下的着色语言，语言本身功能较为完善且不断进步，但因归属以及对Vulkan的支持存在局限性，导致其在跨平台社区的接受度受限。比如，HLSL在处理部分Vulkan特有功能时显得较为繁琐，同时部分官方工具和文档更新缓慢，增加了开发负担。正因如此，多所顶尖学府及顶级企业联合发起了Slang着色语言项目，旨在打造一款现代化、多图形API兼容的高性能着色语言。2024年底，Khronos集团正式启动Slang开源倡议，使其得以迅速进步并纳入Vulkan官方生态体系。
Slang在设计上兼容HLSL，作为其超集，它不仅保留了HLSL熟悉的语法风格，还引入了众多现代编程特性，包括模块化结构、现代C++灵感的语法扩展及丰富的标准库支持。例如，Slang内置对数学常量如π的直接访问，极大提升代码书写的简洁性与可读性。此外，它允许多个着色器阶段合并在单一文件中书写，这在GLSL中是不可行的，这样一来，开发者对渲染管线各阶段的管理更加集中和高效。更重要的是，Slang的绑定机制改进，不再需要反复显式声明绑定点及描述符集，绑定顺序自动推导，这无疑大幅减少了开发时的繁杂代码和人为错误。 工具链方面，Slang支持包括Visual Studio和Visual Studio Code在内的主流开发环境，配备官方的语法高亮、代码补全与即时错误检测等功能，显著提升了着色器代码的开发效率与调试体验。与传统的GLSL和HLSL相比，Slang团队对问题反馈的响应也尤为迅速，很多社区提问和bug都能在数日内得到解决，这种活跃的社区支持极大增强了开发者对它的信心。
著名Vulkan示例库维护者Sascha Willems在将近四个月的时间里，为接近一百个Vulkan示例项目添加了Slang版本的着色器代码，涵盖了170个着色文件，这些文件经编译生成的SPIR-V文件超过300个，充分验证了Slang在各种复杂场景下的适应能力及稳定性。 对开发者而言，Slang不仅仅是语法上的改进，更是对现有着色器开发流程的一次优化升级。它支持多阶段着色器文件自然组合，强制了更合理的代码结构，便于代码复用和模块管理。自动的绑定推断机制极大简化了描述符布局配置，从而减少配置错误导致难以调试的情况。加之优秀的工具链支持，提升了整体开发效率和代码质量。Sascha Willems本人亦表示，Slang使其重新找回了编写着色器的乐趣，这或许正是Slang最为珍贵的价值。
Slang的典型示例展示了其简洁且表达力强的语法风格，比如在基于光线追踪的样例中，利用内置的RaytracingAccelerationStructure和TraceRay函数，结合摄像机属性结构体，实现了快速且易于维护的光线生成、最近击中与Miss着色器逻辑。整个光线追踪着色器不仅支持多阶段整合于一文件，而且绑定和资源管理均被自动优化处理，显著提升了开发者的代码维护便捷性。 对于想要快速尝试Slang的开发者，可通过Vulkan示例库中的“-s slang”参数轻松调用对应着色器版本，示例项目内提供了丰富的源代码与预编译SPIR-V文件，极大降低了入门门槛。需要注意的是，市面上部分Vulkan SDK中包含的Slang编译器版本较老，建议从官方渠道下载最新版本以获得完整功能支持及修复保障。 Slang的出现和发展，标志着图形着色器语言迈入了新时代，突破了传统GLSL和HLSL的技术瓶颈，为多平台、多API开发者提供了更为现代和友好的选择。其开放的社区及积极的开发节奏，也为技术创新和生态建设带来了强大动力。
在未来，随着Slang生态的不断完善，预计将深刻影响全球范围内基于Vulkan及其它图形API的应用开发，为游戏、影视特效、工业设计等领域注入更强大的图形处理能力。 总体而言，Slang不仅是一种语言，更是一种革新理念的体现。它推动了着色器编写方式的革命，简化了繁琐的绑定与资源管理流程，融合了现代语言特性的便捷，使得开发者能够专注于创作而非被技术细节所累。对于致力于Vulkan开发的程序员，以及关注图形渲染质量和性能的技术团队来说，Slang无疑是值得深入研究和广泛应用的重要工具。未来几年，随着业界对高品质图形渲染需求的飙升，Slang将持续扮演关键角色，助力开发者打造更加惊艳、高效的视觉体验。
