著色器基礎(chǔ)

1. OpenGL著色器語言變量存儲限定符

<none> 普通本地變量,外部不可以訪問,外部不可見。
const 編譯時確定的常量,只讀屬性。
in 從上以階段傳遞過來的變量。
in cenreoid 一個從上一階段產(chǎn)地過來的變量,并且司永樂質(zhì)心插值。
inout 可以讀寫的局部變量。
uniform 從客戶端(應(yīng)用程序端)傳遞過來的變量,在服務(wù)端(著色器端)不可以改變。

2. 插值

在3D渲染中,頂點(diǎn)著色器會得到一些原始信息,包括頂點(diǎn)位置、顏色、紋理坐標(biāo)等等。頂點(diǎn)著色器會做一系列的變換與計算而得到想要的頂點(diǎn),之后片段著色器進(jìn)行光柵化,在進(jìn)行光柵化之前這些數(shù)據(jù)會被轉(zhuǎn)化成一系列的像素,此時每個像素都有位置、顏色、紋理坐標(biāo)這些屬性信息,而這些屬性信息是通過頂點(diǎn)屬性用插值方法得到的。
OpenGL的插值方法的三種插值方式
flat 不進(jìn)行插值。
noperspetive 非透視插值(線性插值),兩點(diǎn)之前取中間點(diǎn)的插值方式,一般用于正交投影中。
smooth 默認(rèn)的插值方式,頂點(diǎn)會以透視矯正的方式進(jìn)行插值,在透視投影中,圖像是以遠(yuǎn)小近大的方式顯示的,是不均勻排布的,這樣根據(jù)這樣的插值取得的顏色,紋理等分量也是不均勻的,可能不是我們想要的結(jié)果,這時我們可以通過透視矯正插值的方法得到均勻的線性插值。

3. 著色器程序的生成

1. 編譯,綁定,連接

由于OpenGL的著色器語言沒有I/O操作,所以一般將著色器以文本的形式存到本地,然后通過客戶端本地讀寫操作取到該文件的內(nèi)容。所以使用著色器程序之前我們要將取到的著色器源代碼生成著色器程序這樣客戶端才會正常的使用,主要流程就是編譯,綁定和連接最后生成可以使用的著色器程序。具體流程如下

1. 設(shè)置源代碼

首先我們創(chuàng)建兩個著色器對象分別為頂點(diǎn)著色器對象和片段著色器對象并且指向?qū)?yīng)的著色器源代碼以此來管理。

//創(chuàng)建頂點(diǎn)著色器對象
GLuint vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
//創(chuàng)建片段著色器對象
GLuint fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
//著色器對象指向著色器源代碼,這里以片段著色器為例
glShaderSource(fragmentShader, 1, (const GLchar **)fsStringPtr, NULL);
fsStringPtr為一個字符指針,指向著色器代碼
2. 編譯著色器源代碼

通過著色器對象編譯著色器源代碼,這布主要的作用就是通過編譯器檢查代碼的正確性.

glCompliteShader(vertexShader);
glCompliteShader(fragmentShader);
3. 連接

將頂點(diǎn)著色器和片段著色器以及相關(guān)數(shù)據(jù)連接到一起

//完整的著色器程序?qū)ο?,通過hReturn管理生成的完整的著色器代碼
GLuint hReturn = glCreateProgrem;
//將頂點(diǎn)著色器和片段著色器連接到一起
glAttachShader(hReture, vertexShader);
glAttachShader(hReture, fragmentShader);
//綁定著色器代碼的需要的數(shù)據(jù),這里以頂點(diǎn)數(shù)據(jù)為例
//
glBindAttribLocation(hReture, GL_ATRIBUTE_VERTEX, "vVertex");
4. 連接著色器

連接主要做的是將著色器代碼與用到的相關(guān)類庫進(jìn)行連接生成完整的程序代碼。

glLinkProgram(hReture);
//刪除不需要了的對象
glDeleteProgram(vertexShader);
glDeleteProgram(fragmentShader);

3. 使用著色器

要使用著色器首先要用glUseProgram函數(shù)來確定使用哪個著色器,參數(shù)為要是的著色器對象。這樣著色器就是活動的了可以使用了,但是在使用之前我們還要對著色器輸入具體的數(shù)據(jù)。

4. 著色器數(shù)據(jù)的輸入

對于客戶端為服務(wù)端(著色器程序)提供數(shù)據(jù)我們是通過uniform統(tǒng)一值來實現(xiàn)的。

1. uniform統(tǒng)一值的使用

統(tǒng)一值uniform是為著色器提供整個圖元批次處理需要的不可改變的數(shù)據(jù)。統(tǒng)一值不能被標(biāo)記為in out,也不能進(jìn)行插值,因為統(tǒng)一值是總是只讀的。
首先我們要找到著色器程序哪里需要設(shè)置統(tǒng)一值

//第一個參數(shù)為哪個著色器對象,第二個參數(shù)為這個著色器哪個地方需要傳入統(tǒng)一值,并且會返回一個位置對象。
GLuint iLocation = glGetUniformLocation(myShader, "vColorValue");

然后設(shè)置統(tǒng)一值,設(shè)置統(tǒng)一值我們可以用glUniform函數(shù)進(jìn)行設(shè)置,它還有許多衍生函數(shù)對應(yīng)設(shè)置標(biāo)量,向量,數(shù)據(jù),矩陣等的統(tǒng)一值。這里以標(biāo)量舉例。

//第一個參數(shù)為需要設(shè)置統(tǒng)一值的位置對象,第二個為統(tǒng)一值的數(shù)據(jù)值,這里設(shè)置的為白色。
glUniform4f(iLocation, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0);

需要注意是有時候我們需要一個值對整個圖元是常量不可變時,這時候我們用uniform進(jìn)行設(shè)置很好的,但是我們要對整個圖元的中的三角形進(jìn)行改變呢,如果通過uniform設(shè)置的值要改變的話就得重置設(shè)置這個批次的圖元的uniform值來實現(xiàn),這樣是很低效的,這時候我們可以用flat設(shè)置變量,通過

//provokModek兩種模式默認(rèn)模式以三角形的最后一個頂點(diǎn)的屬性,也可以設(shè)置使用第幾個頂點(diǎn)的屬性值。
glBrovokingVertex(Glunem provokModek);

這個我們就可以方便高效的的改變整個圖元的三角形的屬性值了。

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