基于shader的效果框架

渲染效果一般由材质、灯光、纹理结合相应的渲染计算得到，现在的GPU都支持可编程渲染管线，用户可通过shader来跟GPU交互，为了提高渲染计算速度以及可扩展性，SPE的效果框架正是基于shader的。如图1所示：

图1：效果框架图

如上图所示，效果框架以cLightManager类，cMaterial类以及cShaderManager类为中心，附带其他一些支持类。下面一一说明。

1、灯光

cLight类包装了灯光的属性，如环境光强度，漫反射强度等等。cLightManager是一个单例类，表示了系统中所有的灯光，里面维护着一个有效的灯光list，另外提供了一些操作该list的方法，另外其提供了一个与shader交互的方法：Apply()，使用该方法可以将所有灯光属性以uniform的形式传递给当前的Shader Program，以进行光照计算。

2、材质及纹理

cTexture是所有纹理类的基类，它定义了纹理类的公共接口，目前有三个子类，分别对应于1D，2D以及Cube纹理。下面把公共接口列出来：

void SetFilterMode(eFilterMode filterMode, eWrapMode wrapMode);
void SetAnisFilter(int level);
GLuint LoadImageToGL(const std::string &texFile);
GLuint GetTextureId();
void Bind();

类中维护着一个texture id，另外可以从外部文件加载纹理(基于DevIL)，设置纹理过滤器类型，以及绑定纹理到当前纹理单元。

一个材质除了具有一般的材质属性如对各种光的反射强度之外，还代表着一个特定的效果，一个特定的效果一般又对应着一个特定的shader，当然，不同的shader有一组不一样的shader参数。材质中维护着一个eMaterialEffect枚举成员，指示当前的效果，然后它具有一个ApplyMaterial()函数，它会检查该效果枚举成员，以决定使用什么shader，并将参数以uniform的形式传给相应的shader。

3、shader的管理

每一种效果往往对应于一个特定的shader，随着效果变多，以及各种效果组合，系统中可能会有很多shader，怎么管理和使用这些shader就显得重要了。SPE使用配置文件来向程序添加shader。下面是一个shader配置文件的内容：

#comments
#shader configuration file, version 1.0
#by linling([email protected])

begin_shaders
#one shader per line
geopassstd.vs
geopassstd.fs

end_shaders

begin_programs
#one program per line
#format: prgname a.vs,b.fs,

geopassstd geopassstd.vs,geopassstd.fs

end_programs

#开头的表示注释，所有shader的文件名放到begin_shaders和end_shaders中，program的配置放在begin_programs和end_programs之间，每一个program对应着一个名字和shaders，该名字是惟一的，用来标识一个program。

cShaderManager负责管理程序中所有的shader，它也是一个单例类，在程序启动时它会分析shader配置文件，并建造一个Program列表，当某Program需要用到时会对其进行编译链接。它提供外界一些访问接口，可以查询当前的Program，把某个Program设为当前Program等。最后，cProgram类提供了很多对Program设置uinform以及顶点属性的实用方法。程序结束时，cShaderManager会把所有跟shader相关的资源都释放掉。有点晚了~~ 先写到这了。