[C++知识库]GLSL简介

GLSL简介

首先着色器(Shsder)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。从某种意义上来说，着色器只是一种把输入转化为输出的程序，着色器也是一种非常独立的程序，因为它们之间不能相互通信，它们之间唯一的沟通只有输入和输出。

GLSL
着色器是一种叫GLSL的类C语言写成的。GLSL是为图形计算量身定制的，包含一些针对向量和矩阵操作的有用特性。着色器的开头总是要声明版本，接着是输入和输出变量、uniform和main()函数。每个这色器的入口点都是main函数，在这个函数中处理所有的输入变量，并将结果输出到输出变量。

数据类型
和其他编程语言一样，GLSL有数据类型可以来指定变量的种类。GLSL中包含C等其它语言大部分的默认基础数据类型：
int、float、double、uint和bool。GLSL中有两种容器，分别是向量Vector和矩阵Matrix。

输入与输出
虽然着色器是独立的小程序，但是它们都是一个整体的一部分，这样我们希望每个着色器都有输入和输出，这样才能进行数据交流和传递。GLSL定义了in和out关键字专门来实现这个目的。每个着色器使用这两个关键字设定输入和输出，只要一个输出变量和下一个着色阶段的输入匹配，就会传递下去。但在顶点和片段着色器中有点不同。

顶点着色器应该接收的是一种特殊形式的输入，否则就会效率低下。顶点着色器的输入特殊在，它从顶点数据中直接接收输入。为了定义顶点数据该如何管理，我们使用location这一元数据指定输入变量，这样我们才可以在CPU上配置顶点属性。我们已经在前面的教程看过这个了，layout (location = 0)。顶点着色器需要为它的输入提供一个额外的layout标识，这样我们才能把它链接到顶点数据。

另一个例外是片段着色器，它需要一个vec4颜色输出变量，因为片段着色器需要生成一个最终输出的颜色。如果你在片段着色器没有定义输出颜色，OpenGL会把你的物体渲染为黑色（或白色）。

所以，如果我们打算从一个着色器向另一个着色器发送数据，我们必须在发送方着色器中声明一个输出，在接收方着色器中声明一个类似的输入。当类型和名字都一样的时候，OpenGL就会把两个变量链接到一起，它们之间就能发送数据了（这是在链接程序对象时完成的）。为了展示这是如何工作的，我们会稍微改动一下之前教程里的那个着色器，让顶点着色器为片段着色器决定颜色。

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;
}

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，但是与顶点属性不同。uniform是全局的。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。第二，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。

我们可以在一个着色器中添加uniform关键字至类型和变量名前来声明一个GLSL的uniform。从此处开始我们就可以在着色器中使用新声明的uniform了。

今天先写到这里吧~ 头疼，昨天失眠了，改天再学再记录~