shader学习笔记一：shader运行原理及uniform关键字
shader运行原理
首先，opengl api函数输入一些数据，包括顶点数据、纹理数据、矩阵变换数据，这些顶点数据到"顶点处理阶段"。
“顶点处理阶段”： 图形流水线会调用 vertex shader(顶点shader)，对顶点进行处理，有多少个顶点就调用多少次vertex shader 程序。vertex shader主要做的工作是顶点变换（旋转，缩放，平移）、观察变换、投影变换、视口变换，最终把三维的顶点转换为二维的顶点。
顶点处理完后， 图形流水线走向图元装配、光栅化、片元处理阶段。
“片元处理阶段” ：将对像素颜色进行处理，有多少个像素就调用多少次Fragment shader 程序。
总结：Fragment shader 程序执行次数往往远远多于vertex shader 程序，所以Fragment shader 程序对效率影响很大。
uniform变量
uniform修饰符，在shader中理解为全局变量
使用函数
shader程序
uniform vec4 _color;
....
GLint _colorID = glGetUniformLocation(_program, "_color"); //获取shader中的uniform vec4 _color 地址，即建立shader中的变量和程序中变量关联
....
glUniform4f(_colorID, 0, 1, 0, 1); //通过_colorID 改变对应的shader中 _color 的值
程序代码
shader.hpp
#pragma once
#include shader.cpp
#include "shader.hpp"
//根据shader 源文件 初始化
Shader::Shader(const string vertexstr, const string fragmentstr, bool isCode) {
string vertexCode;
string fragmentCode;
if(isCode) {
vertexCode = vertexstr;
fragmentCode = fragmentstr;
}
else {
ifstream vShaderFile;
ifstream fShaderFile;
vShaderFile.exceptions(std::ifstream::badbit);
fShaderFile.exceptions(std::ifstream::badbit);
try {
vShaderFile.open(vertexstr);
fShaderFile.open(fragmentstr);
std::stringstream vShaderStream, fShaderStream;
vShaderStream << vShaderFile.rdbuf();
fShaderStream << fShaderFile.rdbuf();
vShaderFile.close();
fShaderFile.close();
vertexCode = vShaderStream.str();
fragmentCode = fShaderStream.str();
}
catch(std::ifstream::failure e) {
cout << "读取失败" << endl;
}
}
const GLchar* vShaderCode = vertexCode.c_str();
const GLchar * fShaderCode = fragmentCode.c_str();
GLuint vertex, fragment;
GLint success;
GLchar infoLog[512];
// 1. 创建一个顶点shader对象
vertex = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
// 给shader vertex对象 指定源代码
glShaderSource(vertex, 1, &vShaderCode, NULL);
// 2. 编译shader
glCompileShader(vertex);
// 获取编译状态
glGetShaderiv(vertex, GL_COMPILE_STATUS, &success);
if(!success) {
//编译失败 下面获取编译日志
glGetShaderInfoLog(vertex, 512, NULL, infoLog);
cout << "顶点着色器编译错误： " << infoLog << endl;
}
// 3. 创建一个像素shader对象
fragment = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
// 给shader fragment对象 指定源代码
glShaderSource(fragment, 1, &fShaderCode, NULL);
// 4. 编译shader
glCompileShader(fragment);
// 获取编译状态
glGetShaderiv(fragment, GL_COMPILE_STATUS, &success);
if(!success) {
//编译失败 下面获取编译日志
glGetShaderInfoLog(fragment, 512, NULL, infoLog);
cout << "片元着色器编译错误：" << infoLog << std::endl;
}
// 5. 创建程序
this->_program = glCreateProgram();
// 把编译好的shader对象加入程序中
glAttachShader(this->_program, vertex);
glAttachShader(this->_program, fragment);
// 6. 链接程序
glLinkProgram(this->_program);
//获取链接状态
glGetProgramiv(this->_program, GL_LINK_STATUS, &success);
if(!success) {
//链接失败 下面获取链接日志
glGetProgramInfoLog(this->_program, 512, NULL, infoLog);
cout << "链接失败： " << infoLog << std::endl;
}
// 删除着色器对象
glDeleteShader(vertex);
glDeleteShader(fragment);
}
int Shader::getShaderProgram() {
return this->_program;
}
//使用
void Shader::begin() {
//使用shader程序
glUseProgram(this->_program);
}
void Shader::end() {
glUseProgram(0);
}
GLint Shader::getUniformLocation(string attName) {
return glGetUniformLocation(_program, attName.c_str());
}
main.cpp
/*
*
* 该实例演示shader程序的使用，及uniform变量在程序中赋值
*
*/
#define GLEW_STATIC
#include 运行结果
