OpenGL: 着色器
注：摘自 LearnOpenGL-CN
典型着色器结构
#version version_number
in type in_variable_name;
in type in_variable_name;
out type out_variable_name;
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;
}
数据类型
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)，其中矩阵我们会在之后的教程里再讨论。
向量
GLSL中的向量是一个可以包含有1、2、3或者4个分量的容器
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
允许对颜色使用rgba，或是对纹理坐标使用stpq访问相同的分量
允许一些有趣而灵活的分量选择方式，叫做重组
vec2 someVec;
vec4 differentVec = someVec.xyxx;
vec3 anotherVec = differentVec.zyw;
vec4 otherVec = someVec.xxxx + anotherVec.yxzy;
输入输出
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
顶点着色器
顶点着色器的输入特殊在，它从顶点数据中直接接收输入
#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 position; // position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(position, 1.0); // 注意我们如何把一个vec3作为vec4的构造器的参数
vertexColor = vec4(0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f); // 把输出变量设置为暗红色
}
片段着色器
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
#version 330 core
in vec4 vertexColor; // 从顶点着色器传来的输入变量（名称相同、类型相同）
out vec4 color; // 片段着色器输出的变量名可以任意命名，类型必须是vec4
void main()
{
color = 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
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
#version 330 core
out vec4 color;
uniform vec4 ourColor; // 在OpenGL程序代码中设定这个变量
void main()
{
color = ourColor;
}
GLfloat timeValue = glfwGetTime();
GLfloat greenValue = (sin(timeValue) / 2) + 0.5;
GLint vertexColorLocation = glGetUniformLocation(shaderProgram, "ourColor");
glUseProgram(shaderProgram);
glUniform4f(vertexColorLocation, 0.0f, greenValue, 0.0f, 1.0f);
用glGetUniformLocation查询uniform ourColor的位置值
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
顶点形式的颜色数据
把颜色数据加进顶点数据中。我们将把颜色数据添加为3个float值至vertices数组
GLfloat 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
};
调整一下顶点着色器，用layout标识符来把color属性的位置值设置为1（现在可以看明白 layout 是干什么的了）
#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 position; // 位置变量的属性位置值为 0
layout (location = 1) in vec3 color; // 颜色变量的属性位置值为 1
out vec3 ourColor; // 向片段着色器输出一个颜色
void main()
{
gl_Position = vec4(position, 1.0);
ourColor = color; // 将ourColor设置为我们从顶点数据那里得到的输入颜色
}
重新配置顶点属性指针
// 位置属性
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(GLfloat), (GLvoid*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);
// 颜色属性
glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(GLfloat), (GLvoid*)(3* sizeof(GLfloat)));
glEnableVertexAttribArray(1);
回忆一下glVertexAttribPointer函数的参数
第一个参数指定我们要配置的顶点属性（这对应着在顶点着色器中使用layout(location = 0)定义了position顶点属性的位置值）
第二个参数指定顶点属性的大小
第三个参数指定数据的类型
第四个参数定义我们是否希望数据被标准化(Normalize)。如果我们设置为GL_TRUE，所有数据都会被映射到0（对于有符号型signed数据是-1）到1之间
第五个参数叫做步长(Stride)，它告诉我们在连续的顶点属性组之间的间隔
最后一个参数表示位置数据在缓冲中起始位置的偏移量(Offset)，类型是GLvoid*，所以需要我们进行强制类型转换