OpenGL ES 给着色器（Shader）中传递数据
一、前言
在 OpenGL 开发中，肯定会接触到顶点着色器（vertex shader）和片段着色器（fragment shader），着色器语言的语法这里不做过多介绍，下面是一些着色器的示例：
OpenGL ES 2.0 顶点着色器示例：
uniform mat4 u_Matrix; // 统一变量
attribute vec4 a_Position; // 属性（输入）
void main() {
gl_Position = u_Matrix * a_Position;
}
OpenGL ES 3.0 顶点着色器示例：
#version 300 es
uniform mat4 u_Matrix; // 统一变量
layout(location = 0) in vec4 v_Position; // 属性（输入）
void main() {
gl_Position = u_Matrix * v_Position;
}
在OpenGL ES 2.0 中，使用 attribute 和 varying 表示输入输出变量；而在 OpenGL ES 3.0 中，直接使用 in、out 表示输入输出变量。虽然存在这样的差异，但是传值的接口和参数都是一致的。
那么，在应用程序中，是如何将数据传入到这些统一变量和属性中的呢？
声明：
后面的接口都是提供的 c++ 接口，java 接口函数命名和参数均与之相同，仅做了一次 native 的调用。
二、统一变量
1. 概念
统一变量（uniform）是存储应用程序通过 API 传递给着色器的 只读常量 数值的变量。例如上例中的 u_Matrix。
如果统一变量在顶点着色器和片段着色器中均有声明，则声明的类型必须相同，且值也需相同。
2. 获取
我们想要给某个变量赋值，首先我们要获取到它，之后才能操作它。通过下面这个接口我们可以获取到一个统一变量。
GLint glGetUniformLocation(GLuint program, const GLchar *name);
参数解释：
- program：你创建的着色器程序返回的id。
- name：着色器语言中该变量的名称，例如
u_Matrix。
值得注意的是，在 OpenGL ES 3.0 中，我们可以通过 layout(location = 0) 的形式直接指定变量的位置。
3. 传值
通过上述函数我们可以获取到统一变量的 location，接下来通过这个 location 我们就可以给其赋值了。
给统一变量赋值有很多函数，不同的统一变量类型对应不同的函数，如下：
void glUniform1f(GLint location, GLfloat v0);
void glUniform1fv(GLint location, GLsizei count, const GLfloat *value);
void glUniform1i(GLint location, GLint v0);
void glUniform1iv(GLint location, GLsizei count, const GLint *value);
void glUniform2f(GLint location, GLfloat v0, GLfloat v1);
void glUniform2fv(GLint location, GLsizei count, const GLfloat *value);
void glUniform2i(GLint location, GLint v0, GLint v1);
void glUniform2iv(GLint location, GLsizei count, const GLint *value);
void glUniform3f(GLint location, GLfloat v0, GLfloat v1, GLfloat v2);
void glUniform3fv(GLint location, GLsizei count, const GLfloat *value);
void glUniform3i(GLint location, GLint v0, GLint v1, GLint v2);
void glUniform3iv(GLint location, GLsizei count, const GLint *value);
void glUniform4f(GLint location, GLfloat v0, GLfloat v1, GLfloat v2, GLfloat v3);
void glUniform4fv(GLint location, GLsizei count, const GLfloat *value);
void glUniform4i(GLint location, GLint v0, GLint v1, GLint v2, GLint v3);
void glUniform4iv(GLint location, GLsizei count, const GLint *value);
void glUniformMatrix2fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
void glUniformMatrix3fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
void glUniformMatrix4fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
void glUniformMatrix2x3fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
void glUniformMatrix3x2fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
void glUniformMatrix2x4fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
void glUniformMatrix4x2fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
void glUniformMatrix3x4fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
void glUniformMatrix4x3fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
参数解释：
- location：统一变量的位置，即上述步骤中获取到的值。
- count：需要加载的元素数量，针对向量类型和矩阵类型。例如我们定义的是
uniform mat4 u_matrix那么数量就是 1，如果是uniform vec3 u_Position[3]那么数量就是 3。 - transpose：针对矩阵类型，指定矩阵采用列优先顺序（
GL_FALSE）还是行顺序优先（GL_TRUE）。 - v0, v1, v2, v3：输入的统一变量值。
- value：输入的统一变量的数组指针。
三、属性
1. 概念
这里的属性只是指顶点着色器的输入变量，因为片段着色器的输入是顶点着色器的输出。
在 OpenGL ES 2.0 中，是由 attribute 修饰的变量，而在 OpenGL ES 3.0 中，则是由 in 或者 inout 修饰的变量。
2. 获取
同理，首先我们要获取到它，才能操作它。通过下面这个接口我们可以获取到一个统一变量。
GLint glGetAttribLocation(GLuint program, const GLchar *name);
参数解释：
- program：你创建的着色器程序返回的id。
- name：着色器语言中该变量的名称，例如
a_Position。
值得注意的是，在 OpenGL ES 3.0 中，我们可以通过 layout(location = 0) 的形式直接指定变量的位置。
3. 传值
通过上述函数我们可以获取属性的 location，接下来通过这个 location 我们就可以给其赋值了。
常量顶点属性
常量顶点属性对于一个图元的所有顶点都相同，所以对一个图元的所有顶点只需指定一个值，使用如下函数传值：
void glVertexAttrib1f(GLuint index, GLfloat x);
void glVertexAttrib1fv(GLuint index, const GLfloat *v);
void glVertexAttrib2f(GLuint index, GLfloat x, GLfloat y);
void glVertexAttrib2fv(GLuint index, const GLfloat *v);
void glVertexAttrib3f(GLuint index, GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z);
void glVertexAttrib3fv(GLuint index, const GLfloat *v);
void glVertexAttrib4f(GLuint index, GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z, GLfloat w);
void glVertexAttrib4fv(GLuint index, const GLfloat *v);
其中顶点的默认值为 (0.0, 0.0, 0.0, 1.0)，上述函数分别覆盖指定的值。
顶点数组
顶点数组指定每个顶点的属性，使用如下函数传值：
void glVertexAttribPointer(GLuint index,
GLint size,
GLenum type,
GLboolean normalized,
GLsizei stride,
const void *pointer);
void glVertexAttribIPointer(GLuint index,
GLint size,
GLenum type,
GLsizei stride,
const void *pointer);
参数解释：
- index：属性的索引，同 location，即上述步骤中获取到的值。
- size：顶点属性的分量数量，有效值为 1 ~ 4。
- type：数据格式，包括
GL_BYTE，GL_UNSIGNED_BYTE，GL_SHORT，GL_UNSIGNED_SHORT，GL_INT，GL_UNSIGNED_INT，GL_FLOAT，GL_HALF_FLOAT，GL_FIXED等。 - normalized：表示非浮点数据格式转换为浮点值时，是否应该规范化。
- stride：相邻索引间的数据的跨度。如果为0，则每个顶点数据按顺序，一个紧挨着一个地存储。
- pointer：顶点属性数据的指针。
四、实例
1. 顶点着色器
分别有一个统一变量 u_Matrix 和属性 a_Position。
uniform mat4 u_Matrix;
attribute vec4 a_Position;
void main() {
gl_Position = u_Matrix * a_Position;
}
2. 代码片段
#include 上面的代码不一定能运行，主要就是展示一下基本的使用方式。当然，上面介绍的这些内容也是基础中的基础了，对初学者有所帮助就行。