GLSL

GLSL(OpenGL Shder Language)：OpenGL着色器语言，用于写Shader的语言。GLSL是为图形计算量身定制的，它包含一些针对向量和矩阵操作的有用特性。

一个典型的着色器：

#version version_number   // #version 330 core
in type in_variable_name;  // in vec3 positon
in type in_variable_name;  // in vec4 color

out type out_variable_name;  // out vec4 outColor

uniform type uniform_name;  //uniform vec4 codeColor

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;
}

特别的对于顶点着色器来说，每个输入变量也叫顶点属性(Vertex Attribute)！我们可以查询当前支持的属性个数！一般来说都是16个！

    //获取支持的顶点属性的个数
    int nrAttributes;
    glGetIntegerv(GL_MAX_VERTEX_ATTRIBS, &nrAttributes);
    std::cout << "Maximum nr of vertex attributes supported: " << nrAttributes << std::endl;

数据类型

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也有两种容器类型，它们会在这个教程中使用很多，分别是向量(Vector)和矩阵(Matrix)

向量

GLSL中的向量是一个可以包含有2、3或者4个分量的容器，分量的类型可以是前面默认基础类型的任意一个。
默认vecn是包含n个float类型的vector！
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。

输入和输出

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，只要一个输出变量与下一个着色器阶段的输入匹配，它就会传递下去。

注意：对于顶点着色器，它的输入稍微有些特殊，它从顶点数据中直接接收输入。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。
在前边已经见到了：

layout (location = 0) in vec3 aPos;

从顶点着色器中为片段着色器颜色赋值

顶点着色器：

const char *vertexShaderSource = "#version 330 core\n"
    "layout (location = 0) in vec3 aPos;\n"
    "out vec4 vertexColor;\n" //为片段着色器指定一个颜色
    "void main()\n"
    "{\n"
    "   gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);\n"
    "   vertexColor = vec4(0.5, 0.0, 0.0, 1.0);\n" // 把输出变量设置为暗红色
    "}\0";

片段着色器：

const char *fragmentShaderSource = "#version 330 core\n"
    "in vec4 vertexColor;\n" //接收顶点着色器中的输入变量（名称、类型相同） 
    "out vec4 color;\n"
    "void main()\n"
    "{\n"
    "   color = vertexColor;\n"
    "}\0";

只需保证变量的名称和类型相同，即把顶点着色器中设置的颜色传递到片段着色器中，运行即可得到一个暗红色的三角形！

使用Uniform从代码中给片段着色器颜色赋值

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。

修改片段着色器：

const char *fragmentShaderSource = "#version 330 core\n"
    "out vec4 color;\n"
    "uniform vec4 colorInCode;\n" //接收代码中的颜色
    "void main()\n"
    "{\n"
    "   color = colorInCode;\n"
    "}\0";

使用也比较简单：

 		//对fragment shader中的uniform赋值
        float timeValue = glfwGetTime();
        float greenValue = (sin(timeValue) / 2.0f) + 0.5f;
        //查询uniform位置值，返回-1则表示没有找到
        int vertexColorLocation = glGetUniformLocation(shaderProgram, "colorInCode");
        glUseProgram(shaderProgram); //赋值更新前，必须先使用program
        //赋值，这里需要4个float,所以使用glUniform4f()
        glUniform4f(vertexColorLocation, 0.0f, greenValue, 0.0f, 1.0f);

一个综合的例子

将color也放在顶点数据里，给每个顶点都设置一个不同的颜色：

    //绘制三角形+颜色
    float vertices[] = {
    // 位置              // 颜色
     0.5f, -0.5f, 0.0f,  1.0f, 0.0f, 0.0f,   // 右下
    -0.5f, -0.5f, 0.0f,  0.0f, 1.0f, 0.0f,   // 左下
     0.0f,  0.5f, 0.0f,  0.0f, 0.0f, 1.0f    // 顶部
    };

    const char *vertexShaderSource = "#version 330 core\n"
    "layout (location = 0) in vec3 aPos;\n"
    "layout (location = 1) in vec3 aColor;\n"
    
    "out vec3 vertexColor;\n" //为片段着色器指定一个颜色
    "void main()\n"
    "{\n"
    "   gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);\n"
    "   vertexColor = aColor;\n" //将color设置成从顶点数据中获取的颜色
    "}\0";

    const char *fragmentShaderSource = "#version 330 core\n"
    "in vec3 vertexColor;\n" //接收顶点着色器中的输入变量（名称、类型相同） 
    "out vec4 color;\n"
    // "uniform vec4 colorInCode;\n" //接收代码中的颜色
    "void main()\n"
    "{\n"
    "   color = vec4(vertexColor, 1.0);\n"
    "}\0";


    //属性0  location
    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(float), (void*)0);
    glEnableVertexAttribArray(0);//启用
    //属性1  color
    glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(float), (void*)(3 * sizeof(float)));
    glEnableVertexAttribArray(1);//启用