OpenGL ES 3.0 | 统一变量和属性的概念与（在程序中的）获取流程、统一变量缓冲区对象详解、std140块规范、用 命名统一变量块 建立 统一变量缓冲区对象 的流程 和 相关API 和...

应用步骤

• 着色器和程序对象的概述
• 创建和编译着色器
• 创建和链接程序
  【上接OpenGL ES 3.0 | 着色器源码、实例 与 管线程序源码、实例 的联系与细节 以及 各自的应用流程和相关API】
• 获取和设置统一变量
• 获取和设置属性
• 着色器编译器和程序二进制代码

统一变量和属性

• 一旦链接了 程序对象，就可以在对象上进行许多查询；

• 首先，需要找出程序中的活动统一变量；

• 统一变量（uniform）是存储 应用程序
  通过OpenGL ES 3.0 API 传递给 着色器的
  只读 常数值的变量；

• 统一变量被组合成两类统一变量块；
  第一类是 命名统一变量块，统一变量的值 由 统一变量缓冲区对象支持；
  命名统一变量块 被分配一个 统一变量块索引；

• 第二类是默认的统一变量块，用于在命名统一变量块之外声明的统一变量；
  和命名统一变量块不同，
  默认统一变量块没有名称 或者 统一变量块索引；

• 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，且在两个着色器中的值也需相同；

• 在链接阶段，链接程序将为程序中 与 默认统一变量块相关的 活动统一变量指定位置；

• 这些位置是 应用程序 用于 加载 统一变量的标志符；

• 链接程序 还将为与 命名统一变量块 相关的 活动统一变量 分配 偏移和跨距（对于数组和矩阵类型的统一变量）

获取统一变量

• 查询程序中 活动统一变量的列表（/ 数量）；
  获取 程序中 最大统一变量名称的字符数量（最大长度）：
  

• 找出每个统一变量的细节：

  • 拿到类型和名称：

• 拿到其他指定的属性（pname指定的）：

• 用名称拿到位置 ：

• 有了统一变量的位置及其类型和数组大小，
  即可加载统一变量的值；

例程（查询活动统一变量的流程复盘）

统一变量缓冲区对象

• 可以使用缓冲区对象存储统一变量数据，
  从而在管线程序中的着色器之间甚至管线程序之间共享统一变量；
• 这种缓冲区对象称作统一变量缓冲区对象；

• 使用统一变量缓冲区对象，
  可以在更新大的统一变量块时降低API开销；
  此外，
  这种方法增加了统一变量的可用存储，
  因为可以不受默认统一变量块大小的限制；

• 可以使用glBufferData、glBufferSubData、glMapBufferRange和glUnmapBuffer等函数
  修改缓冲区对象中的统一变量数据；

统一变量缓冲区对象中，统一变量在内存中以如下的形式出现：

• 类型为bool、int、uint和float的成员 保存在 内存的特定偏移，
  分别作为单个uint、int、uint和float类型的分量；

• 基本数据类型bool、int、uint和float的 向量
  保存在 始于特定偏移的连续内存位置中，（类似数组）
  第一个分量在最低偏移处；

• （行优先、列优先的意义）
  C列R行 的 列优先矩阵 被 当成 C浮点列向量 的一个数组对待，
  每个向量包含R个分量。（一个列有R行）
  相类似，
  R行C列的行优先矩阵被 当成 R浮点行向量 的一个数组对待，
  每个向量包含C个分量。（一个行有C列）
  列向量 或者 行向量 连续存储，但是有些实现的存储中可能有缺口；
  
  矩阵中两个向量之间的偏移量被称作列跨距或者行跨距 （GL_UNIFORM_MATRIX_STRIDE），
  可以在链接的程序中 用glGetActiveUniformsiv查询；

• 标量、向量和 矩阵的数组
  按照 元素的顺序 存储于内存中，
  成员0 放在最低偏移处；
  数组中 每对元素之间的偏移量 是一个 常数，称作 数组跨距（GL_UNIFORM_ARRAY_STRIDE），
  可以在 链接的程序中 用 glGetActiveUniformsiv查询；

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• 除非使用std140统一变量块布局（默认），
  否则需要查询程序对象得到字节偏移和跨距，
  以在统一变量缓冲区对象中设置统一变量数据。
  
  std140布局 保证使用 由OpenGL ES 3.0规范定义的明确布局规范 进行 特定包装；
  因此，使用std140，
  即可在不同的OpenGL ES 3.0实现之间 共享统一变量块；
  
  【其他包装格式（如下）可能使 某些OpenGL ES 3.0实现
  以比std140布局 更紧凑的方式 打包数据】

std140例程与规范

• 与统一变量位置值用于引用统一变量类似
  【有了统一变量的位置及其类型和数组大小，
  即可加载统一变量的值】，
  统一变量块索引用于引用统一变量块，
  用glGetUniformBlockIndex检索统一变量块索引：
  

• 【】用程序句柄、统一变量块名，【】
  【】拿到统一变量块索引；【】

• 有了统一变量块索引，
  可以用glGetActiveUniformBlockName获取块名，
  用glGetActiveUniformBlockiv获取统一变量块的各种属性
  【要获取什么属性，
  由pname指定，
  在params返回】；

• 有了统一变量块索引，
  还可以用glUniformBlockBinding
  将该索引和
  程序实例中的统一变量缓冲区绑定点【自定义的一个（点）序号】关联；【bindingPoint】

• 可以用glGenBuffers(bindingPoint, &bufferId)
  最后，
  可以用glBindBufferRange或者glBindBufferBase
  将统一变量缓冲区对象
  绑定到GL_UNIFORM_BUFFER目标和
  程序实例中的统一变量块绑定点【bindingPoint | glBindBufferBase的 GLuint index】

编程统一变量块时，应该注意如下的限制：

• 顶点或者片段着色器使用的最大活动统一变量块的数量
  可以分别用带GL_MAX_VERTEX_UNIFORM_BLOCKS
  或GL_MAX_FRAGMENT_UNIFORM_BLOCKS参数的glGetIntegerv查询，
  所有实现中最小的支持数量为12；

• 程序中所有着色器 使用的最大活动统一变量块的数量
  可以用带GL_MAX_COMBINED_UNIFORM_BLOCKS参数的glGetIntegerv查询，
  所有实现中最小的支持数量为24；

• 每个统一变量缓冲区的最大可用存储量可以
  用带GL_MAX_UNIFORM_BLOCK_SIZE参数的glGetInteger64v查询，
  返回的大小以字节数表示。
  所有实现中最小的支持数量为16KB；

如果违反了这些限制，程序就无法链接；

程序示例，
说明如何用前面描述的命名统一变量块LightTransform【std140例程处】
建立一个统一变量缓冲区对象：
【思路：
块与自定义绑定点关联，
创建缓冲区实例对象，
缓冲区实例对象绑定到与块关联的绑定点，即用块建立了一个统一变量缓冲区对象】
【！！！！！！
注意注释，关于代码的功能，注释写的很清楚
！！！！！！】

可以看到glBindBufferBase的API 二参要传入的是
【GLuint index | （准备要跟 程序实例中的统一变量缓冲区绑定点 进行绑定的）绑定索引】，
而实际上 代码运用中，
传入的数值
跟传给glUniformBlockBinding的API 第三个参数一样
【GLunit blockBinding | 统一变量缓冲区对象绑定点】，
都是【bindingPoint | 绑定点】，
也就是它们两个形参位置，其实是传入的是一个东西；

因为glUniformBlockBinding的API 第三个参数
是自定义的一个与索引相关联的统一变量缓冲区绑定点，
这个uniform block【统一变量块】
跟它的索引、跟这个统一变量缓冲区绑定点 ！三者！是【相互关联】的；

glBindBufferBase的二参
即是这个uniform block【统一变量块】对应的（统一变量缓冲区）绑定点 ，
glBindBufferBase便是
将buffer实例（的id）【三参】绑定到绑定点（bindingPoint）【二参】上来

Bind the 【buffer object】 to the 【uniform block binding point】

获取和设置属性

• 除了查询程序对象上的统一变量信息之外，
  还需要使用程序对象设置顶点属性；

• 对顶点属性的查询和统一变量查询非常相似；
  可以用GL_ACTIVE_ATTRIBUTES查询找到活动属性列表，
  可以用glGetActiveAttrib找到某个属性的特性。
  然后，有一组例程可用于设置顶点数组，以加载顶点属性值。

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参考自：

• 《OPENGL ES 3.0编程指南（第2版）》