OpenGLES（四）glsl语法
GLSL是OpenGL着色器语言(OpenGL Shading Language)
版本说明
| OpenGLES版本 | GLSL版本 |
|---|---|
| 2.0 | 100 |
| 3.0 | 300 |
| 3.1 | 310 |
| 3.2 | 320 |
GLSL3.0与2.0差异
- 用
in和out取代attribute和varying - 头文件多了个
#version 300 es - 纹理
texture2D和texture3D统统改为texture - 内置函数
gl_FragColor和gl_FragData删除，如果片段着色器要输出用out声明字段输出，不过保留了gl_Position - 可直接使用
layout指定属性位置
数据类型
- 基本数据类型：void、int、float、double、uint、bool
- 容器数据类型：向量(Vector)、矩阵(Matrix)
向量
可以包含有2、3、4个分量，分量的类型可以是基础数据类型的任意一个（除过void类型），n表示向量维度，如下表：
| 数据类型 | 说明 |
|---|---|
| vecn | 包含n个float分量的默认向量 |
| bvecn | 包含n个bool分量的默认向量 |
| ivecn | 包含n个int分量的向量 |
| uvecn | 包含n个unsigned int分量的向量 |
| dvecn | 包含n个double分量的向量 |
- 一个向量可能有特殊含义，其可以看作是空间坐标(x,y,z,w)、颜色(r,g,b,a)或纹理坐标(s,t,p,q)。
- 向量的分量可以通过
vecn.x这种方式获取，可以分别使用.x、.y、.z、.w来获取它们的第1、2、3、4个分量（或着使用颜色vecn.rgba、或者使用纹理venc.stpq）。 - 向量可以使用上面4个字母任意组合来创建一个和分量类型相同的新向量，只要原来向量有那些分量即可，这个叫做
向量重组
//如果向量构造器中只提供了一个标量参数，则向量中所有值都会设定为该参数，即color={1.0,1.0,1.0,1.0}
vec4 color = vec4(1.0);
//向量重组
vec2 someVec;
vec4 differentVec = someVec.xyxx;
vec3 anotherVec = differentVec.zyw;
vec4 otherVec = someVec.xxxx + anotherVec.yxzy;
矩阵
OpenGL的矩阵是列主顺序的
| 数据类型 | 说明 |
|---|---|
| mat2 或 mat2x2 | 2×2的浮点数矩阵类型 |
| mat3 或 mat3x3 | 3×3的浮点数矩阵类型 |
| mat4x4 | 4×4的浮点矩阵 |
| mat2x3 | 2列3行的浮点矩阵 |
| mat3x2 | 3列2行的浮点矩阵 |
| mat3x4 | 3列4行的浮点矩阵 |
| mat4x2 | 4列2行的浮点矩阵 |
| mat4x3 | 4列3行的浮点矩阵 |
输入与输出
GLSL 3.0 定义了in 和 out 关键字专门来实现输入输出，只要一个输出变量与下一个着色器阶段的输入匹配，它就会传递下去。
顶点着色器
顶点着色器必须要有一个输入，用于接收顶点数据。每个输入变量也叫顶点属性(Vertex Attribute)。顶点属性是有上限的，它一般由硬件来决定。OpenGL确保至少有16个包含4分量的顶点属性可用，但是有些硬件或许允许更多的顶点属性，可以通过GL_MAX_VERTEX_ATTRIBS查询
#version 300 es
//顶点着色器输入（用于从顶点数据中接收数据）
//layout (location = 0) 是限定该属性的位置为 0，如果不限定，需要通过 glGetAttribLocation 查询
layout (location = 0) in vec3 aPos;
//为片段着色器指定一个颜色输出
out vec4 vertexColor;
void main(){
//把一个vec3作为vec4的构造器的参数
gl_Position = vec4(aPos, 1.0);
//把输出变量设置为暗红色
vertexColor = vec4(0.5, 0.0, 0.0, 1.0);
}
片段着色器
片段着色器必须要有一个vec4颜色输出，因为片段着色器需要输出颜色信息来绘制。
#version 300 es
//片段着色器的输出，用于最终输出的颜色
out vec4 FragColor;
//从顶点着色器传来的输入变量（名称相同、类型相同）
in vec4 vertexColor;
void main(){
FragColor = vertexColor;
}
限定符
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和顶点属性有如下不同点：
- uniform是全局的(Global)
- 在所有着色器程序对象中都是独一无二的
- 可以被任意着色器在任意阶段访问
- 无论将 uniform 值设置成什么，uniform会一直保存它们的数据，直到它们被重置或更新
- 如果声明了一个uniform却在GLSL代码中没用过，编译器会静默移除这个变量
#version 330 core
out vec4 FragColor;
// 在OpenGL程序代码中设定这个变量
uniform vec4 ourColor;
void main()
{
FragColor = ourColor;
}
获取和设置Uniform变量
//获取 Uniform 变量的位置属性
int vertexColorLocation = glGetUniformLocation(shaderProgram, "ourColor");
//设置 Uniform 变量的值，设置之前必须已经激活了Program程序（glUseProgram）
glUniform4f(vertexColorLocation, 0.0f, greenValue, 0.0f, 1.0f);
glUniform有多个不同后缀的函数（C语言不支持重载）
| 后缀 | 含义 |
|---|---|
| f | 函数需要一个float作为它的值 |
| i | 函数需要一个int作为它的值 |
| ui | 函数需要一个unsigned int作为它的值 |
| 3f | 函数需要3个float作为它的值 |
| fv | 函数需要一个float向量/数组作为它的值 |
precision
设置数据类型的默认精度
//默认精度限定符放在着色器代码起始位置
precision highp float;
precision mediump int;
| 浮点数范围 | 整数范围 | |
|---|---|---|
| highp | (-2^62, 2^62) | (-2^16, 2^16) |
| mediump | (-2^14, 2^14) | (-2^10, 2^10) |
| lowp | (-2, 2) | (-2^8, 2^8) |
函数
GLSL 中函数不能够递归调用，且必须声明返回值类型，无返回值时声明为 void。其内建函数如下：
//返回 x、y 的线性混合的，如：x⋅(1−a)+y⋅a
T mix (T x, T y, T a)
T mix (T x, T y, float a)