OpenGL笔记三：固定管线着色器和基本图元

前言

期待您移步上篇：OpenGL笔记二：OpenGL 渲染流程及投影

存储着⾊器初始化

// GLShaderManager 的初始化
GLShaderManager shaderManager; 
shaderManager.InitializeStockShaders();

单元着⾊器

GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_IDENTITY,GLfloat vColor[4]);
/*
/参数1: 存储着⾊器种类-单元着⾊器 
参数2: 颜⾊
*/

使⽤场景： 绘制默认OpenGL 坐标系(-1,1)下图形。 图形所有⽚段都会以⼀种颜⾊填充。只是简单地使用默认笛卡尔坐标系（坐标范围（-1.0，1.0））。所有的片段都应用同一种颜色，几何图形为 实心和未渲染的。

平⾯着⾊器

GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_FLAT,GLfloat mvp[16],GLfloat vColor[4]);
/*
参数1: 存储着⾊器种类-平⾯着⾊器 
参数2: 允许变化的4*4矩阵 
参数3: 颜⾊
*/

使⽤场景：在绘制图形时，可以应⽤变换（模型/投影变化）。
它将统一着色器进行了拓展。允许为几何图形变换指定一个 4 * 4 变换矩阵。经常被称为“模型视图投影矩阵”。

上⾊着⾊器

GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_SHADED,GLfloat mvp[16]);
/*
参数1: 存储着⾊器种类-上⾊着⾊器 
参数2: 允许变化的4*4矩阵
*/

使⽤场景：在绘制图形时，可以应⽤变换（模型/投影变化）颜⾊将会平滑地插⼊到顶点之间 称为平滑着⾊。
在几何图形中应用的变换矩阵。需要设置存储着色器的GLT_ATTRIBUTE_VERTEX（顶点分量） 和 GLT_ATTRIBUTE_COLOR（颜色分量） 2个属性。

默认光源着⾊器

GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_DEFAULT_LIGHT,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat pMatrix[16],GLfloat vColor[4]);
/*
参数1: 存储着⾊器种类-默认光源着⾊器 
参数2: 模型4*4矩阵 
参数3: 投影4*4矩阵 
参数4: 颜⾊值
*/

使⽤场景:：在绘制图形时，可以应⽤变换（模型/投影变化） 这种着⾊器会使绘制的图形产⽣阴影和光照的效果。
是对象产生阴影和关照的效果。需要设置存储着色器的GLT_ATTRIBUTE_VERTEX(顶点分量) 和 GLT_ATTRIBUTE_NORMAL(表面法线)。

点光源着⾊器

GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIEF,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat pMatrix[16],GLfloat vLightPos[3],GLfloat vColor[4]);
/*
参数1：点光源着色器
参数2：模型视图矩阵
参数3：投影矩阵
参数4：点光源位置坐标（x,y,z）没有w
参数5：颜色值
*/

使⽤场景：在绘制图形时，可以应⽤变换（模型/投影变化）这种着⾊器会使绘制的图形产⽣ 阴影和光照的效果。它与默认光源着⾊器⾮常类似，区别只是光源位置可能是特定的。
点光源着色器和默认光源着色器很相似，区别在于：光源位置是特定的。同样需要设置存储着色器的GLT_ATTRIBUTE_VERTEX(顶点分量) 和GLT_ATTRIBUTE_NORMAL(表面法线)。

纹理替换矩阵着⾊器

GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE,GLfloat mvMatrix[16],GLint nTextureUnit);
/*
参数1: 存储着⾊器种类-纹理替换矩阵着⾊器 
参数2: 模型4*4矩阵 
参数3: 纹理单元(纹理层一般为:0)
*/

使⽤场景：在绘制图形时，可以应⽤变换（模型/投影变化）这种着⾊器通过给定的模 型视图投影矩阵。使⽤纹理单元来进⾏颜⾊填充。其中每个像素点的颜⾊是从纹理中 获取。
着色器通过给定的模型视图投影矩阵，使用绑定到nTextureUnit（纹理单元） 指定纹理单元的纹理对几何图形进行变化。
片段颜色：是直接从纹理样本中直接获取的。需要设置存储着色器的GLT_ATTRIBUTE_VERTEX(顶点分量) 和GLT_ATTRIBUTE_NORMAL(表面法线)。

纹理调整着⾊器

GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_MODULATE,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat vColor[4],GLint nTextureUnit);
/*
参数1: 存储着⾊器种类-纹理调整着⾊器 
参数2: 模型4*4矩阵 
参数3: 颜⾊值 
参数4: 纹理单元(纹理层一般为:0)
*/

使⽤场景：在绘制图形时，可以应⽤变换（模型/投影变化）这种着⾊器通过给定的模 型视图投影矩阵.。着⾊器将⼀个基本⾊乘以⼀个取⾃纹理单元nTextureUnit 的纹理。将颜⾊与纹理进⾏颜⾊混合后才填充到⽚段中。
将一个基本色 乘 一个取自纹理单元 nTextureUnit的纹理。需要设置存储着色器的GLT_ATTRIBUTE_VERTEX(顶点分量) 和 GLT_ATTRIBUTE_TEXTURE0(纹理坐标)。

纹理光源着⾊器

GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_POINT_LIGHT_DIEF,G Lfloat mvMatrix[16],GLfloat pMatrix[16],GLfloat vLightPos[3],GLfloat vBaseColor[4],GLint nTextureUnit);
/*
参数1: 存储着⾊器种类-纹理光源着⾊器 
参数2: 模型4*4矩阵 
参数3: 投影4*4矩阵 
参数4: 点光源位置 
参数5: 颜⾊值(⼏何图形的基本⾊) 
参数6: 纹理单元(纹理层一般为:0)
*/

使⽤场景：在绘制图形时，可以应⽤变换（模型/投影变化）这种着⾊器通过给定的模 型视图投影矩阵。着⾊器将⼀个纹理通过漫反射照明计算进⾏调整（相乘）。
将一个纹理通过漫反射照明计算机进行调整（相乘）。光线在视觉空间中的位置是给定的。需要设置存储着色器的GLT_ATTRIBUTE_VERTEX(顶点分量) 和 GLT_ATTRIBUTE_TEXTURE0(纹理坐标)、GLT_ATTRIBUTE_NORMAL(表面法线)。

OpenGL 基本图元（7种）

• OpenGL在计算机屏幕上进行绘图，我们关心的不是物理屏幕坐标和像素，而是视景体中的位置坐标。将这些点、线和三角形从创建的3D空间投影到计算机屏幕上的2D图形则是着色器程序和光栅化硬件所要完成的工作。
• OpenGL 定义了7种图元来绘制几何图形，这些图元将在一个包含给定图元的所有顶点和相关属性的单个批次中进行渲染。实质上，在一个给定的批次中的所有顶点都会用于组成这些图元中的一个。

图元	描述
GL_POINTS	每个顶点在屏幕上都是单独点
GL_LINES	每一对顶点定义一个线段
GL_LINE_STRIP	一个从第一个顶点依次经过每个后续顶点而绘制的线条
GL_LINE_LOOP	和GL_LINE_STRIP相同，但是最后一个顶点和第一个顶点连接成闭合线圈
GL_TRIANGLES	每三个顶点定义一个新的三角形
GL_TRIANGLE_STRIP	共用一个条带（strip）上的顶点的一组三角形
GL_TRIANGLE_FAN	以一个圆点为中心呈扇形排列，共用相邻顶点的一组三角形

• 上表中的图元类型 等同于 下图中展示的图元类型 下图中更能直观的表达图元特性

  
  
  OpenGL基本图元.png
• 为了绘制实体表面，我们需要的不仅仅是点和线——还需要多边形。一个多边形就是一个封闭的图形，它可能用颜色或纹理数据进行填充，也可能不进行填充，在OpenGL中，多边形是所有实体对象构建的基础，而存在的最简单的实体多边形就是三角形。 所以光栅化硬件最欢迎三角形。而三角形也是目前OpenGL 中支持的唯一的一种多边形。

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