C++ OpenGL学习——着色器

本文参考
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opengl学习网站中文版
对应教程 OpenGL自製3D遊戲引擎

1、定义

着色器(Shader)是运行在GPU上的小程序。这些小程序为图形渲染管线的某个特定部分而运行。从基本意义上来说,着色器只是一种把输入转化为输出的程序

2、着色器是使用一种叫GLSL的类C语言写成的。

典型的着色器有下面的结构:

#version version_number
in type in_variable_name;
in type in_variable_name;

out type out_variable_name;zz

uniform type uniform_name;

int main()
{
    
    
  // 处理输入并进行一些图形操作
  ...
  // 输出处理过的结果到输出变量
  out_variable_name = weird_stuff_we_processed;
}

3、在顶点着色器中,每个输入变量也叫顶点属性,顶点属性也是有上限的

获取具体的上限:


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

代码可以添加在配置好glad的程序后

4、GLSL的数据类型

(1)基本数据类型:int float double uint bool
(2)容器类型:Vector Matrix

5、向量

向量是一个可以包含有1、2、3或者4个分量的容器

vecn 包含n个float分量的默认向量(最多使用)
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

一个向量的分量可以通过vec.x这种方式获取,这里x是指这个向量的第一个分量。你可以分别使用.x、.y、.z和.w来获取它们的第1、2、3、4个分量。GLSL也允许你对颜色使用rgba,或是对纹理坐标使用stpq访问相同的分量。

向量重组:

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

可以把一个向量作为一个参数传给不同的向量构造函数,以减少需求参数的数量:

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

6、输入与输出
顶点着色器

#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos; // 位置变量的属性位置值为0

out vec4 vertexColor; // 为片段着色器指定一个颜色输出

void main()
{
    
    
    gl_Position = vec4(aPos, 1.0); // 注意我们如何把一个vec3作为vec4的构造器的参数
    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 330 core
out vec4 FragColor;

in vec4 vertexColor; // 从顶点着色器传来的输入变量(名称相同、类型相同)

void main()
{
    
    
    FragColor = vertexColor;
}

顶点着色器中声明了一个vertexColor变量作为vec4输出,并在片段着色器中声明了一个类似的vertexColor。由于它们名字相同且类型相同,片段着色器中的vertexColor就和顶点着色器中的vertexColor链接了

7、Uniform
(1)定义:
Uniform是一种从CPU中的应用向GPU中的着色器发送数据的方式

(2)特点:
uniform是全局的(Global)。全局意味着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
无论你把uniform值设置成什么,uniform会一直保存它们的数据,直到它们被重置或更新

#version 330 core
out vec4 FragColor;

uniform vec4 ourColor; // 在OpenGL程序代码中设定这个变量

void main()
{
    
    
    FragColor = ourColor;
}

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转载自blog.csdn.net/peixin_huang/article/details/104406478