OpenGL日常 著色器

由屬性展開去

向量寫在後面

本文**

本篇我們通過opengl的資料流動來理解著色器，通過資料流會很清楚的看到opengl著色器的工作原理。所以今天要說的內容全部跟glsl語言有關，當然這樣的一篇不可能全部講完（可能連皮毛都沒有），理解著色器是如何傳資料的才是我們的重點。

話不多說，一圖以蔽之。

如圖中，上部cpu的部分為頂點資料，其中包含頂點、顏色資料（一般情況下）；下部分橙色為頂點著色器，綠色為片元著色器；gl_position內建變數用於頂點位置設定，gl_flagcolor內建變數用於片元顏色設定。

頂點著色器shader.vs：

#version 330 core

layout (location=0) in vec3 position;
layout (location=1) in vec3 color;
attribute vec2 tex_coord;
varying vec2 transform_to_frag;
out vec4 vertex_color;
void main()

#version 330 core

in vec4 vertex_color;
varying vec2 transform_to_frag;
uniform sampler2d color_map;
out vec4 color;
void main()

這裡有一點，對於頂點著色器中的out屬性變數，如在片元著色器中有同名的in屬性變數，則為同一變數，因為這樣的屬性不可以在全域性使用，所以採用這樣的方式可以傳值。（還有其他方式也可以傳值）

在上面的頂點著色器中，

layout (location=0) in vec3 position;

layout (location=1) in vec3 color;

// 位置屬性

glvertexattribpointer(0, 3, gl_float, gl_false, 6 * sizeof(glfloat), (glvoid*)0);
glenablevertexattribarray(0);
// 顏色屬性
頂點和顏色資料在記憶體中的分配如圖，glenablevertexattribarray中的引數標識location的數字，表示向著色器中傳送的資料在記憶體中的起始點；每個vertex在記憶體中都是固定的大小，包含我們所需要的所有資料，在選取其中的資料時，需要提供步長來指明下一次的初始位置，如圖，每個頂點資料有6個位元組，位置與顏色資料分別佔了3個位元組。
attribute變數是只能在vertex shader中使用的變數。（它不能在fragment shader中宣告attribute變數，也不能被fragment shader中使用）
一般用attribute變數來表示一些頂點的資料，如：頂點座標，法線，紋理座標，頂點顏色等。
varying變數是vertex和fragment shader之間做資料傳遞用的。一般vertex shader修改varying變數的值，然後fragment shader使用該varying變數的值。因此varying變數在vertex和fragment shader二者之間的宣告必須是一致的。所以它是只著色器之間使用，不能被應用程式呼叫；
如果uniform變數在vertex和fragment兩者之間宣告方式完全一樣，則它可以在vertex和fragment共享使用。（相當於乙個被vertex和fragment shader共享的全域性變數）
uniform變數一般用來表示：變換矩陣，材質，光照引數和顏色等資訊。
關於這一節從網上覆制了一下，就不做具體討論了，需要注意的是「重組」的概念。
和其他程式語言一樣，glsl有資料型別可以來指定變數的種類。glsl中包含c等其它語言大部分的預設基礎資料型別：int、float、double、uint和bool。glsl也有兩種容器型別，它們會在這個教程中使用很多，分別是向量(vector)和矩陣(matrix)，今天只針對向量做一些介紹。
glsl中的向量是乙個可以包含有1、2、3或者4個分量的容器，分量的型別可以是前面預設基礎型別的任意乙個。它們可以是下面的形式（n代表分量的數量）：
型別含義
vecn
包含n個float分量的預設向量
bvecn
包含n個bool分量的向量
ivecn
包含n個int分量的向量
uvecn
包含n個unsigned int分量的向量
dvecn
包含n個double分量的向量
乙個向量的分量可以通過vec.x這種方式獲取，這裡x是指這個向量的第乙個分量。你可以分別使用.x、.y、.z和.w來獲取它們的第1、2、3、4個分量。glsl也允許你對顏色使用rgba，或是對紋理座標使用stpq訪問相同的分量。
vec2 somevec;

vec4 differentvec = somevec.xyxx;
vec3 anothervec = differentvec.zyw;
vec4 othervec = somevec.***x + anothervec.yxzy;
你可以使用上面4個字母任意組合來建立乙個和原來向量一樣長的（同型別）新向量，只要原來向量有那些分量即可；然而，你不允許在乙個vec2向量中去獲取.z元素。我們也可以把乙個向量作為乙個引數傳給不同的向量建構函式，以減少需求引數的數量：

vec2 vect = vec2(0.5f, 0.7f);

vec4 result = vec4(vect, 0.0f, 0.0f);
vec4 otherresult = vec4(result.xyz, 1.0f);
個人理解著色器更靠近硬體，可以直接使用硬體進行計算以提公升效率，但是外部程式並不能用高階語言來對其進行操作，所以著色器程式就建立起來乙個這樣的橋梁，由外部獲取再由著色器計算並最終渲染，glsl語言提供了外部傳入以及傳出的「介面」。
 
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