LearnOpenGL学习笔记（四）——着色器类编写

之前我们将着色器的代码用glsl写好之后，保存为字符串指针，然后用一个函数去编译它，这是一种手段，对于简单的着色器代码可以这样。但当我们针对复杂的着色器，我们发现编写、编译、管理着色器是一件麻烦事。我们用一个类将着色器的所有编译，链接，管理都放在一个文件里。再将着色器源码单独设置成.glsl文件用来，从文件流读取，不再放到c++编译器里了。这样主函数就比较简洁了。我们建立一个类shader，将一切着色器的步骤都在这个类里封装了，这样我们在主函数实例化它，我们就直接可以使用着色器不用在意内部的具体情况（从文件流读取，编译，链接）。

因为我们是在.h文件里面实现的这些步骤，包括函数的具体实现我们都放到.h文件里了，所以我们还需要一些特殊处理

#ifndef SHADER_H 　//先测试x是否被宏定义过
#define SHADER_H    //如果没有宏定义下面就宏定义x并编译下面的语句
#include <glad/glad.h>; // 包含glad来获取所有的必须OpenGL头文件
#include <string> 
#include <fstream> //file stream  ，fstream是C++ STL中对文件操作的合集，包含了常用的所有文件操作。
#include <sstream> //字符串流，可以支持C风格的串流的输入输出操作。
#include <iostream> 

#endif  　　//如果已经定义了则编译#endif后面的语句

然后我们可以声明这个类的结构了:

class Shader { 
public: 
     // 程序ID 
     unsigned int ID; 

     // 构造器读取并构建着色器 
     Shader(const GLchar* vertexPath, const GLchar* fragmentPath); 
     // 使用/激活程序 
     void use(); 
     // uniform工具函数 
     void setBool(const std::string &name, bool value) const; 
     void setInt(const std::string &name, int value) const; 
     void setFloat(const std::string &name, float value) const; 
};

看着比较简单，接下来我们对函数的具体实现，分析，首先是最重要的构造函数，这一个函数里面，将一切编译链接都做完了。构造函数需要传入两个参数的文件地址（针对vs的.sln文件目录来说，我们把文件放到那里，就只需要一个名字就可以了），不用管第三个，那是一个几何地址，设为NULL。

Shader(const char* vertexPath, const char* fragmentPath, const char* geometryPath = nullptr)
{ // 1. 从文件路径中获取顶点/片段着色器
//声明一些对象，ifstream 的意思是 从硬盘到内存的文件流对象，这个用来存储我们的着色器源码，并且对其进行处理
std::string vertexCode;
std::string fragmentCode;
std::string geometryCode;
std::ifstream vShaderFile;
std::ifstream fShaderFile;
std::ifstream gShaderFile;

//保证ifstream对象可以抛出异常，防止错误读取，出现故障，即使停止。
vShaderFile.exceptions(std::ifstream::failbit | std::ifstream::badbit);
fShaderFile.exceptions(std::ifstream::failbit | std::ifstream::badbit);
gShaderFile.exceptions(std::ifstream::failbit | std::ifstream::badbit);

try
{
// 打开文件，这里输入文件地址。
vShaderFile.open(vertexPath);
fShaderFile.open(fragmentPath);
std::stringstream vShaderStream, fShaderStream;//声明两个读取流对象，用来临时存放数据
// 读取文件的缓冲内容到数据流中
vShaderStream << vShaderFile.rdbuf();
fShaderStream << fShaderFile.rdbuf();  
// 关闭文件处理器
vShaderFile.close();
fShaderFile.close();
// 转换数据流到string
stringvertexCode = vShaderStream.str();
fragmentCode = fShaderStream.str();


// if geometry shader path is present, also load a geometry shader//这一段不用管。
if (geometryPath != nullptr)
{
gShaderFile.open(geometryPath);
std::stringstream gShaderStream;
gShaderStream << gShaderFile.rdbuf();
gShaderFile.close();
geometryCode = gShaderStream.str();
}
}


//如果捕捉到异常，输出一些文字告诉程序员
catch (std::ifstream::failure e)
{
std::cout << "ERROR::SHADER::FILE_NOT_SUCCESFULLY_READ" << std::endl;
}
//声明两个字符串数组指针，用来存放从上面读下来的源码，用于接下来的编译
const char* vShaderCode = vertexCode.c_str();
const char * fShaderCode = fragmentCode.c_str();

//下面的就是编译，链接，删除，这都是类似的了。
// 2. compile shaders
unsigned int vertex, fragment;
// vertex shader
vertex = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
glShaderSource(vertex, 1, &vShaderCode, NULL);
glCompileShader(vertex);
checkCompileErrors(vertex, "VERTEX");
// fragment Shader
fragment = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
glShaderSource(fragment, 1, &fShaderCode, NULL);
glCompileShader(fragment);
checkCompileErrors(fragment, "FRAGMENT");
// if geometry shader is given, compile geometry shader
unsigned int geometry;
if (geometryPath != nullptr)
{
const char * gShaderCode = geometryCode.c_str();
geometry = glCreateShader(GL_GEOMETRY_SHADER);
glShaderSource(geometry, 1, &gShaderCode, NULL);
glCompileShader(geometry);
checkCompileErrors(geometry, "GEOMETRY");
}
// shader Program
ID = glCreateProgram();
glAttachShader(ID, vertex);
glAttachShader(ID, fragment);
if (geometryPath != nullptr)
glAttachShader(ID, geometry);
glLinkProgram(ID);
checkCompileErrors(ID, "PROGRAM");
// delete the shaders as they're linked into our program now and no longer necessery
glDeleteShader(vertex);
glDeleteShader(fragment);

//不管这个
if (geometryPath != nullptr)
glDeleteShader(geometry);

}

好了，现在我们已经成功创造出来了这个类的构造函数，接下来我们设计一下几个公有函数就好了，它们都很简单。激活程序：

void use() { 
glUseProgram(ID); 
}

// uniform工具函数：

void setBool(const std::string &name, bool value) const
{ 
      glUniform1i(glGetUniformLocation(ID, name.c_str()), (int)value); 
}
void setInt(const std::string &name, int value) const
{
      glUniform1i(glGetUniformLocation(ID, name.c_str()), value); 
}

void setFloat(const std::string &name, float value) const { glUniform1f(glGetUniformLocation(ID, name.c_str()), value); } 好了，这样我们就解决了所有的问题，它让我们的使用变得非常简单易。

Shader ourShader("path/to/shaders/shader.vs", "path/to/shaders/shader.fs"); 

... while(...) { 

ourShader.use(); 

ourShader.setFloat("someUniform", 1.0f); DrawStuff(); 

}

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