OpenGL着色器基本语法收集整理

一、简介

OpenGL着色语言（OpenGL Shading Language）又叫GLSL，是用来在OpenGL中着色编程的语言，是一种面向过程的语言，基本的语法和C/C++基本相同，他们是在图形卡的GPU （Graphic Processor Unit图形处理单元）上执行的，代替了固定的渲染管线的一部分，使渲染管线中不同层次具有可编程性。比如：视图转换、投影转换等。GLSL（GL Shading Language）的着色器代码分成2个部分：Vertex Shader（顶点着色器）和Fragment（片断着色器）。

二、基本数据类型

数据类型主要分为标量、向量、矩阵、采样器、结构体、数组、空类型七种类型：

1.标量：

标量表示的是只有大小没有方向的量，在GLSL中标量只有bool、int和float三种。对于int，和Java一样，可以写为十进制（16）、八进制（020）或者十六进制（0x10）。对于标量的运算，我们最需要注意的是精度，防止溢出问题。

2. 向量：

向量我们可以看做是数组，在GLSL通常用于储存颜色、坐标等数据，针对维数，可分为二维、三维和四位向量。针对存储的标量类型，可以分为bool、int和float。共有vec2、vec3、vec4，ivec2、ivec3、ivec4、bvec2、bvec3和bvec4九种类型，数组代表维数、i表示int类型、b表示bool类型。需要注意的是，GLSL中的向量表示竖向量，所以与矩阵相乘进行变换时，矩阵在前，向量在后（与DirectX正好相反）。向量在GPU中由硬件支持运算，比CPU快的多。

作为颜色向量时，用rgba表示分量，就如同取数组的中具体数据的索引值。三维颜色向量就用rgb表示分量。比如对于颜色向量vec4 color，color[0]和color.r都表示color向量的第一个值，也就是红色的分量。其他相同。

作为位置向量时，用xyzw表示分量，xyz分别表示xyz坐标，w表示向量的模。三维坐标向量为xyz表示分量，二维向量为xy表示分量。

作为纹理向量时，用stpq表示分量，三维用stp表示分量，二维用st表示分量。

3. 矩阵：

在GLSL中矩阵拥有22、33、4*4三种类型的矩阵，分别用mat2、mat3、mat4表示。我们可以把矩阵看做是一个二维数组，也可以用二维数组下表的方式取里面具体位置的值。

4.采样器：

采样器是专门用来对纹理进行采样工作的，一个采样器变量表示一副或者一套纹理贴图。所谓的纹理贴图可以理解为我们看到的物体上的皮肤。

5.结构体：

和C语言中的结构体相同，用struct来定义结构体，关于结构体参考C语言中的结构体。

6.数组：

数组知识也和Java中类似。

7.空类型：

空类型用void表示，仅用来声明不返回任何值得函数。

三、运算符

运算符有（越靠前，运算优先级越高）：

1.索引：[]

2.前缀自加和自减：++，–

3.一元非和逻辑非：~，！

4.加法和减法：+，-

5.等于和不等于：==，！=

6.逻辑异或：^^

7.三元运算符号，选择：？:

8.成员选择与混合：.

9.后缀自加和自减：++，–

10.乘法和除法：*，/

11.关系运算符：>，<，=，>=，<=，<>

12.逻辑与：&&

13.逻辑或：||

14.赋值预算：=，+=，-=，*=，/=

四、类型转化

比如float a=1;就是一种错误的写法，必须严格的写成float a=1.0，也不可以强制转换，即float a=(float)1;也是错误的写法，但是可以用内置函数来进行转换，如float a=float(1);还有float a=float(true);（true为1.0，false为0.0）等，值得注意的是，低精度的int不能转换为低精度的float。

五、限定符

GLSL中的限定符号主要有：

attribute：一般用于各个顶点各不相同的量。如顶点颜色、坐标等。

uniform：一般用于对于3D物体中所有顶点都相同的量。比如光源位置，统一变换矩阵等。

varying：表示易变量，一般用于顶点着色器传递到片元着色器的量。

const：常量。

限定符与java限定符类似，放在变量类型之前，并且只能用于全局变量。在GLSL中，没有默认限定符一说。

五、流程控制

GLSL中的流程控制与Jave中基本相同，主要有：

if(){}、if(){}else{}、if(){}else if(){}else{}

while(){}和do{}while()

for(;;){}

break和continue