[游戏开发]opengl着色器的简单使用（二）

有二就有一，如果看不懂可以先去看一

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uniform和顶点属性有些不同。首先，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。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。

全局将意味着，我们可以在不同的地方动态的更改uniform的值，来达到意想不到的效果。

现在我在片段着色器中添加uniform并让它承担颜色的作用

#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;
}

?这个uniform现在还是空的；我们还没有给它添加任何数据，所以下面我们就做这件事。我们首先需要找到着色器中uniform属性的索引/位置值。当我们得到uniform的索引/位置值后，我们就可以更新它的值了。这次我们不去给像素传递单独一个颜色，而是让它随着时间改变颜色：

while(!glfwWindowShouldClose(window))
{
    // 输入
    processInput(window);

    // 渲染
    // 清除颜色缓冲
    glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

    // 记得激活着色器
    glUseProgram(shaderProgram);

    // 更新uniform颜色
    float timeValue = glfwGetTime();
    float greenValue = sin(timeValue) / 2.0f + 0.5f;
    int vertexColorLocation = glGetUniformLocation(shaderProgram, "ourColor");
    glUniform4f(vertexColorLocation, 0.0f, greenValue, 0.0f, 1.0f);

    // 绘制三角形
    glBindVertexArray(VAO);
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

    // 交换缓冲并查询IO事件
    glfwSwapBuffers(window);
    glfwPollEvents();
}

首先我们通过glfwGetTime()获取运行的秒数。然后我们使用sin函数让颜色在0.0到1.0之间改变，最后将结果储存到greenValue里。

接着，我们用glGetUniformLocation查询uniform?ourColor的位置值。我们为查询函数提供着色器程序和uniform的名字（这是我们希望获得的位置值的来源）。如果glGetUniformLocation返回-1就代表没有找到这个位置值。最后，我们可以通过glUniform4f函数设置uniform值。注意，查询uniform地址不要求你之前使用过着色器程序，但是更新一个uniform之前你必须先使用程序（调用glUseProgram)，因为它是在当前激活的着色器程序中设置uniform的。

?因为OpenGL在其核心是一个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是一个典型例子。这个函数有一个特定的后缀，标识设定的uniform的类型。可能的后缀有：

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

每当你打算配置一个OpenGL的选项时就可以简单地根据这些规则选择适合你的数据类型的重载函数。在我们的例子里，我们希望分别设定uniform的4个float值，所以我们通过glUniform4f传递我们的数据(注意，我们也可以使用fv版本)。

完整代码：

#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>

#include <iostream>



void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height);


void processInput(GLFWwindow* window);


int main() {

	glfwInit();


	glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
	glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
	glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);


	GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "LearnOpenGL", NULL, NULL);
	if (window == NULL) {
		std::cout << "打开窗口失败" << std::endl;
		glfwTerminate();
		return -1;
	}

	glfwMakeContextCurrent(window);

	glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);

	if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
	{
		std::cout << "初始化GLAD库失败" << std::endl;
		return -1;
	}


	const char* vertexShaderSource = "#version 330 core\n"
		"layout (location = 0) in vec3 aPos;\n"
		"void main()\n"
		"{\n"
		"   gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);\n"
		"}\0";



	unsigned int vertexShader;
	vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);



	glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, NULL);
	glCompileShader(vertexShader);

	int  success;
	char infoLog[512];
	glGetShaderiv(vertexShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
	if (!success)
	{
		glGetShaderInfoLog(vertexShader, 512, NULL, infoLog);
		std::cout << "ERROR::SHADER::VERTEX::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
	}


	//自定义片段着色器
	const char* fragmentShaderSource = "#version 330 core\n"
		"out vec4 FragColor;\n"
		"uniform vec4 ourColor;\n"
		"void main()\n"
		"{\n"
		"   FragColor = ourColor;\n"
		"}\n\0";

	unsigned int fragmentShader;
	fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
	glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);
	glCompileShader(fragmentShader);


	glGetShaderiv(vertexShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
	if (!success)
	{
		glGetShaderInfoLog(vertexShader, 512, NULL, infoLog);
		std::cout << "ERROR::SHADER::FRAGMENT::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
	}



	unsigned int shaderProgram;
	shaderProgram = glCreateProgram();

	glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
	glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
	glLinkProgram(shaderProgram);


	glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success);
	if (!success) {
		glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, NULL, infoLog);
		std::cout << "ERROR::SHADER::PROGRAM::LINKING_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
	}




	glDeleteShader(vertexShader);
	glDeleteShader(fragmentShader);



	float vertices[] = {
		-0.5f, -0.5f, 0.0f,//左下角
		 0.5f, -0.5f, 0.0f,//右下角
		 0.0f,  0.5f, 0.0f//顶角
	};

	unsigned int VBO, VAO;
	glGenVertexArrays(1, &VAO);
	glGenBuffers(1, &VBO);


	glBindVertexArray(VAO);

	glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);

	glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);



	glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
	glEnableVertexAttribArray(0);

	glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);

	glBindVertexArray(0);



	while (!glfwWindowShouldClose(window)) {

		processInput(window);

		glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
		glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);


		glUseProgram(shaderProgram);

		//更新uniform颜色
		float timeValue = glfwGetTime();
		float greenValue = sin(timeValue) / 2.0f + 0.5f;
		int vertexColorLocation = glGetUniformLocation(shaderProgram, "ourColor");
		glUniform4f(vertexColorLocation, 0.0f, greenValue, 0.0f, 1.0f);

		glBindVertexArray(VAO);
		glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
		
		glfwSwapBuffers(window);
		glfwPollEvents();

	}


	glDeleteVertexArrays(1, &VAO);
	glDeleteBuffers(1, &VBO);
	glDeleteProgram(shaderProgram);


	glfwTerminate();


	return 0;
}


void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height) {
	glViewport(0, 0, width, height);
}

void processInput(GLFWwindow* window) {
	if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
		glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}

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