1.着色器的编译步骤
1）创建并编译着色器对象：
a. 创建一个着色器对象；
b. 将着色器源代码编译为对象；
c. 验证着色器的编译是否正确；
2）将多个着色器对象链接到着色器程序中：
a. 创建一个着色器程序；
b. 将着色器对象关联到着色器程序；
3）链接对象生成可执行程序：
c. 链接着色器程序;
d. 判断着色器的链接过程是否成功完成；
e. 使用着色器来处理顶点和片元；
思考：为什么要创建多个着色器对象呢？
因为可能在不同的程序中复用同一个函数，GLSL程序也是同一个道理。我们创建的通用函数可以在多个着色器中得到复用。因此不需要使用大量的通用代码来编译大量的着色器资源，只需要将合适的着色器对象链接为一个着色器程序即可。
2. 代码解析相关关键函数
1). 创建着色器对象。
//创建
GL_API GLuint GL_APIENTRY glCreateShader (GLenum type) OPENGLES_DEPRECATED(ios(3.0, 12.0), tvos(9.0, 12.0));
//删除
GL_API void GL_APIENTRY glDeleteShader (GLuint shader) OPENGLES_DEPRECATED(ios(3.0, 12.0), tvos(9.0, 12.0));
返回值可能是一个非零的整数值，如果为0则说明发生了错误。其中，GLenum type 只能是下面中的一种；
| type | 描述 |
|---|---|
| GL_VERTEX_SHADER | 顶点着色器 |
| GL_FRAGMENT_SHADER | 片元着色器 |
| GL_TESS_CONTROL_SHADER | 细分控制着色器 |
| GL_TESS_EVALUATION_SHADER | 细分赋值着色器 |
| GL_GEOMETRY_SHADER | 几何着色器 |
| GL_COMPUTE_SHADER | 计算着色器 |
示例：
GLuint *vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
if(vertexShader ==0)
{
//error;
}
2). 关联着色器源码到着色器对象。
GL_API void GL_APIENTRY glShaderSource (GLuint shader, GLsizei count, const GLchar* const *string, const GLint* length) OPENGLES_DEPRECATED(ios(3.0, 12.0), tvos(9.0, 12.0));
参数说明：
第一个参数shader是着色器对象；
第二个参数count是表达source所需要元素的个数；
第三个参数string是一个由 count行的GLchar 类型的字符串组成的数组，用来表示着色器的源代码数据；string中的字符串可以是NULL结束的，也可以不是。
第四个参数length对应源代码的长度（实际就是长度count的数组里面每个元素字符串的长度）。故可以是以下三种情况：string给出的每行字符串都为NULL结尾的，length为NULL；string是一个数组，则length的元素为string数组中每个字符串的长度；如果length数组中的某个值为整数，则它表示对应的字符串中的字符数，如果是负值，则string中的对应行假设为NULL结尾。
示例
static NSString *const vertexShaderString = @" \
attribute vec2 VertexPosition; \
attribute vec2 texCoord; \
uniform mat4 transformMatrix; \
\
varying vec2 texCoordVarying; \
\
void main() \
{ \
gl_Position = transformMatrix * vec4(VertexPosition, 0.0, 1.0); \
texCoordVarying = texCoord; \
} \
";
const GLchar *source = (GLchar *)[sourceString UTF8String];
glShaderSource(vertexShader, 1, &source, NULL);
这里的内置变量gl_Position为输出变量，用来保存经过矩阵处理的顶点着色器输出的顶点信息。参数为从顶点缓冲区传来的position的x,y.第四个参数1.0表示不透明。
const GLchar* pString[2];
pString[0] = pShaderString;
pString[1] = pShaderString1;
GLint Lengths[2];
Lengths[0] = strlen(pShaderString);
Lengths[1] = strlen(pShaderString1);
glShaderSource(shaderObj, 1, pString, Lengths);
这里可以将源代码写在文件中，通过读取文件将其存储到字符串中
bool ReadSourceFile(const char* pFileName, string &outSourceFile)
{
ifstream fStream(pFileName);
bool ret = false;
if (fStream.is_open())
{
string line;
while (getline(fStream, line))
{
outSourceFile.append(line);
outSourceFile.append("\n");
}
fStream.close();
ret = true;
}
else
{
fprintf(stderr, "%s:%d: unable to open file `%s`\n", __FILE__,__LINE__,pFileName);
}
return ret;
}
3). 编译着色器对象的源代码
//编译着色器对象。
GL_API void GL_APIENTRY glCompileShader (GLuint shader) OPENGLES_DEPRECATED(ios(3.0, 12.0), tvos(9.0, 12.0));
//查询编译结果状态。查询类型为GL_COMPILE_STATUS，GL_TRUE为编译成功，可以继续将对象链接到着色器程序中，否则失败；
GL_API void GL_APIENTRY glGetShaderiv (GLuint shader, GLenum pname, GLint* params) OPENGLES_DEPRECATED(ios(3.0, 12.0), tvos(9.0, 12.0));
//查询编译失败相关日志。类型设置为GL_INFO_LOG_LENGTH，返回shader最后编译结果。返回的日志信息是一个以NULL结尾的字符串，它保存在infoLog缓存总，长度为length个字符串。日志可以返回的最大值是通过bufSize来定义。
GL_API void GL_APIENTRY glGetShaderInfoLog (GLuint shader, GLsizei bufsize, GLsizei* length, GLchar* infolog) OPENGLES_DEPRECATED(ios(3.0, 12.0), tvos(9.0, 12.0));
示例：
glCompileShader(vertexShader);
glGetShaderiv(vertexShader, GL_COMPILE_STATUS, &status);
if (status == 0)
{
GLint logLength;
glGetShaderiv(vertexShader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &logLength);
if (logLength > 0)
{
GLchar *log = (GLchar *)malloc(logLength);
glGetShaderInfoLog(*shader, logLength, &logLength, log);
printf(this, "Shader compile log:\n%s", log);
free(log);
}
glDeleteShader(vertexShader);
return NO;
}
4). 创建一个空的着色器程序
创建成功必要的所有着色器对象后，比如常用的顶点着色器和片元着色器后，就需要创建一个空的着色器程序，以便将着色器对象关联到程序中。
//创建
GL_API GLuint GL_APIENTRY glCreateProgram (void) OPENGLES_DEPRECATED(ios(3.0, 12.0), tvos(9.0, 12.0));
//查询着色器程序是否存在，还未被删除
GLboolean gllsProgram(GLuint program);
//删除
GL_API void GL_APIENTRY glDeleteProgram (GLuint program) OPENGLES_DEPRECATED(ios(3.0, 12.0), tvos(9.0, 12.0));
示例：
GLuint shaderProgram = glCreateProgram();
5). 关联着色器对象，以创建可执行的着色器程序。
着色器对象shader可以在任何时候关联到着色器程序，但是它的功能只有在经过程序的成功链接之后才是可用的。并且【一个着色器对象可以同时关联到多个不同的着色器程序上。】
//关联
GL_API void GL_APIENTRY glAttachShader (GLuint program, GLuint shader) OPENGLES_DEPRECATED(ios(3.0, 12.0), tvos(9.0, 12.0));
如果我们需要从程序中移除一个着色器对象，从而改变着色器的操作，则可以调用glDetachShader()，来设置对应的着色器对象标识符来解除关联。此时如果又被解除则会被及时删除。
//删除关联
GL_API void GL_APIENTRY glDetachShader (GLuint program, GLuint shader) OPENGLES_DEPRECATED(ios(3.0, 12.0), tvos(9.0, 12.0));
示例：
//关联
glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
if (vertexShader)
{
// 标记解除关联
glDetachShader(self.shaderProgram, vertShader);
// 删除关联
glDeleteShader(vertShader);
}
6). 链接着色器程序
所有必要的着色器对象都与着色器程序关联之后，就可以进行链接操作来生成一个完整的可执行的着色器程序。如果需要设置参数，必须在link之前。
查询结果可调用glGetProgramiv(),查询链接详细信息时设置为GL_INFO_LOG_LENGTH，这里的用法和第三个关键方法【编译着色器对象的源代码】的用法相似。
//设置参数
GL_API void GL_APIENTRY glBindAttribLocation (GLuint program, GLuint index, const GLchar* name) OPENGLES_DEPRECATED(ios(3.0, 12.0), tvos(9.0, 12.0));
//链接
GL_API void GL_APIENTRY glLinkProgram (GLuint program) OPENGLES_DEPRECATED(ios(3.0, 12.0), tvos(9.0, 12.0));
// 查询链接状态及详细信息
GL_API void GL_APIENTRY glGetProgramiv (GLuint program, GLenum pname, GLint* params) OPENGLES_DEPRECATED(ios(3.0, 12.0), tvos(9.0, 12.0));
示例
//设置参数
glBindAttribLocation(shaderProgram, ATTRIB_VERTEX, "VertexPosition");
glBindAttribLocation(shaderProgram, ATTRIB_TEXCOORD, "texCoord");
//link
GLint status;
glLinkProgram(prog);
#ifndef NDEBUG
GLint logLength;
glGetProgramiv(prog, GL_INFO_LOG_LENGTH, &logLength);
if (logLength > 0)
{
GLchar *log = (GLchar *)malloc(logLength);
glGetProgramInfoLog(prog, logLength, &logLength, log);
printf(this, "Program link log:\n%s", log);
free(log);
}
#endif
glGetProgramiv(prog, GL_LINK_STATUS, &status);
if (status == 0)
{
return NO;
}
return YES;
7)使用着色器
如果已经成功的完成了着色器程序的链接，则可以使用这个着色器程序了。通过glUseProgram来调用。
如果program参数为0，则当前使用的所有着色器都会被清除；
如果没有绑定任何着色器，则opengl的操作结果是未定义的，但是却不会产生错误；
//使用
GL_API void GL_APIENTRY glUseProgram (GLuint program) OPENGLES_DEPRECATED(ios(3.0, 12.0), tvos(9.0, 12.0));
//删除
GL_API void GL_APIENTRY glDeleteProgram (GLuint program) OPENGLES_DEPRECATED(ios(3.0, 12.0), tvos(9.0, 12.0));
示例
glUseProgram(shaderProgram);
如果已经通过glUseProgram启用了一个程序，然后却需要重新关联新的着色器对象或者解除已经关联的着色器对象，
则需要我们重新进行glLinkProgram链接操作。如果链接成功，则新的着色器程序就会代替之前已经启用的程序，反之使用的依旧是旧的着色器程序。
或者是，强制通过glUseProgram启用了新的着色器程序。
8）渲染回调函数
GL_API void GL_APIENTRY glEnableVertexAttribArray (GLuint index) OPENGLES_DEPRECATED(ios(3.0, 12.0), tvos(9.0, 12.0));
GL_API void GL_APIENTRY glDisableVertexAttribArray (GLuint index) OPENGLES_DEPRECATED(ios(3.0, 12.0), tvos(9.0, 12.0));
示例
/*The quad vertex data defines the region of 2D plane onto which we draw our pixel buffers.
Vertex data formed using (-1,-1) and (1,1) as the bottom left and top right coordinates respectively, covers the entire screen.*/
GLfloat quadVertexData [] =
{
-1 * normalizedSamplingSize.width, -1 * normalizedSamplingSize.height,
normalizedSamplingSize.width, -1 * normalizedSamplingSize.height,
-1 * normalizedSamplingSize.width, normalizedSamplingSize.height,
normalizedSamplingSize.width, normalizedSamplingSize.height,
};
// Update attribute values.
glVertexAttribPointer(ATTRIB_VERTEX, 2, GL_FLOAT, 0, 0, quadVertexData);
glEnableVertexAttribArray(ATTRIB_VERTEX);
/*The texture vertices are set up such that we flip the texture vertically. This is so that our top left origin buffers match OpenGL's bottom left texture coordinate system. */
CGRect textureSamplingRect = CGRectMake(0, 0, 1, 1);
GLfloat quadTextureData[] =
{
CGRectGetMinX(textureSamplingRect), CGRectGetMaxY(textureSamplingRect),
CGRectGetMaxX(textureSamplingRect), CGRectGetMaxY(textureSamplingRect),
CGRectGetMinX(textureSamplingRect), CGRectGetMinY(textureSamplingRect),
CGRectGetMaxX(textureSamplingRect), CGRectGetMinY(textureSamplingRect)
};
//绑定坐标数据
glVertexAttribPointer(ATTRIB_TEXCOORD, 2, GL_FLOAT, 0, 0, quadTextureData);
//绑定颜色数据
GLfloat transformMatrix[16];
orientationTransformMatrix(transformMatrix, _orientation);
glUniformMatrix4fv(uniforms[UNIFORM_TRANSFORM_MATRIX], 1, GL_FALSE, transformMatrix);
//启用顶点数据的句柄
glEnableVertexAttribArray(ATTRIB_TEXCOORD);
glEnableVertexAttribArray为开启顶点shader的属性ATTRIB_VERTEX 和 ATTRIB_TEXCOORD，只有开启了对应的属性，着色器才能取得缓存区中对应的数据。
glDisableVertexAttribArray函数和使能函数「glEnableVertexAttribArray」是相对应的，在进行了指定顶点着色器变量与我们存储在缓存对象中数据的关系（即着色管线装配），以及绘制命令后，用来禁用索引相关联的数组。