着色器的一些归纳总结

最近在学习OpenGL，把学习的一些过程写在这里，希望与大家共同分享讨论。欢迎光临我的个人网站Orient一起讨论学习。这里是我的GitHub，如果您喜欢，不妨点个赞？☺

着色器(shaders)

结构(structure)

#version version_numberin type in_variable_name;in type in_variable_name;out type out_variable_name;uniform type uniform_name;int main(){    // 处理输入并进行一些图形操作    ...    // 输出处理的结果到输出变量    out_variable_name = weird_stuff_we_processed;}

查询顶点属性上限

查询 GL_MAX_VERTEX_ATTRIBS 获取能申明的顶点属性上限（一般由硬件决定，OpenGL确保至少有16个包含4分量的顶点属性可用）

unsigned int nrAttributes;glGetIntegerv(GL_MAX_VERTEX_ATTRIBS, &nrAttributes);std::cout << "Maximun nr of vertex attributes supported:" << nrAttributes << std::endl;

vector（大多时候我们使用vecn，float足够满足大多数要求）

vecn：包含n个float分量的默认向量bvecn：包含n个bool分量的向量ivecn：包含n个int 分量的向量uvecn：包含n个unsigned int分量的向量dvecn：包含n个double分量的向量

分量获取

向量的分量可通过vec.x这种方式获取，vec.x、vec.y、vec.z、vec.w获取第1、2、3、4个分量。GLSL也允许对颜色使用rgba，或是对纹理坐标使用stpq访问相同的分量

向量重组（Swizzling）

vec2 someVec;vec4 differentVec = someVec.xyxx;vec3 anotherVec = differentVec.zyw;vec4 otherVec = someVec.xxxx + anotherVec.yxzy

vec2 vect = vec2(0.5, 0.7);vec4 result = vec4(vect, 0.0, 0.0);vec4 otherResult = vec4(result.xyz, 1.0);

输入与输出

GLSL定义了in和out关键字来实现着色器的输入输出，只要一个输出变量与下一个着色器阶段的输入匹配，它就会传递下棋，但在顶点和片段着色器中会有点不同

顶点着色器的输入特殊在它从顶点数据中直接接收输入。为了定义定点数据该如何管理，使用location这一元数据指定输入变量，这样就可以在CPU上配置顶点属性。顶点着色器需要为它的输入提供一个额外的layout标识，这样才能把它链接到顶点数据。

改动程序中的着色器

顶点着色器：

#version 410 corelayout (location = 0) in vec3 aPos; // 位置变量的属性值为0out vec4 vertexColor;   // 为片段着色器指定一个颜色输出void main(){    gl_Position = vec4(aPos, 1.0);  // 注意，这里把一个vec3作为vec4的构造器参数    vertexColor = vec4(0.5, 0.0, 0.0, 1.0); // 把输出变量设置为暗红色}

片段着色器：

#version 410 coreout vec4 FragColor;in vec4 vertexColor;    // 从顶点着色器传来的输入变量（名称、类型相同）void main(){    FragColor = vertexColor;}

这样完成了从顶点着色器向片段着色器发送数据，改变了三角形的颜色

Uniform

Uniform是一种从CPU中的应用向GPU中的着色器发送数据的方式，但它和定点属性有些不同。

1、Uniform是全局的，Uniform变量必须在每个着色器程序对象中都是独一无二的，而且它可以被着色器程序的任意着色器在任意阶段访问。
2、无论把Uniform值设置成什么，它会一直保存它们的数据，直到它们被重置或更新。

在一个着色器中添加Uniform关键字至类型和变量名前来生命一个GLSL的Uniform。

#version 410 coreout vec4 FragColor;uniform vec4 ourColor;  // 在OpenGL程序代码中设定这个变量void main(){    FragColor = ourColor;}

如果申明了一个uniform却在GLSL代码中没用过，编译器会静默移除这个变量，导致最后编译出的版本中不会包含它，这可能导致几个非常麻烦的错误！

接下来给uniform添加数据，使得三角形颜色随时间而改变

// 获取运行的秒数float timeValue = glfwGetTime();// sin函数（引入cmath）让颜色在0.0到1.0之间改变float greenValue = sin(timeValue) / 2.0f + 0.5f;// 查询uniform ourColor的位置值，如果返回-1则表示没有找到这个位置值int vertexColorLocation = glGetUniformLocation(shaderProgram, "ourColor");glUseProgram(shaderProgram);// 设置uniform值。glad_glUniform4f(vertexColorLocation, 0.0f, greenValue, 0.0f, 1.0f);

注意，查询uniform地址不要求你之前使用过的着色器程序，但更新一个uniform之前必须先使用程序（调用glUseProgram），因为它是在当前激活的着色器中设置uniform的

因为OpenGL其核心是一个C库，所以它不支持类型重载，在函数参数不同的时候就要为其定义新的函数；glUniform就是一个典型的例子：

后缀  含义f    函数需要一个float作为它的值i    函数需要一个int作为它的值ui   函数需要一个unsigned int作为它的值3f   函数需要3个float作为它的值fv   函数需要一个float向量/数组作为它的值

本文的代码可在这里找到，如果对您有所帮助，不妨点个赞。☺