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OpenGL ES _ 着色器_程序

MetroidFan2002 1年前发布
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5gUAjZkpscARYRVd.png

演示图

你不知道这个东西，请不要看了,请看我的其他文章先了解一下O!

学习目标

掌握着色器程序的执行过程

简单的例子

``

uniform float t; // 时间
uniform mat4 gl_ModelViewMatrix; // 模型视图矩阵
attribute vec4 vel;
const vec4 g = vec4(0.0,-9.8,0.0) // 重力加速度
void main()
{
vec4 position = vel;
position += t*vel + t*t*g;
gl_Position = gl_ModelViewMatrix * position;
}

稍微解释一下:代码的作用是模拟重力加速度，对一个点的位置进行变换.

OpenGL /GLSL 程序接口

先上图

ofzuFZcW5cdtIu28.png

着色器创建流程

C语言，大家应该很熟悉吧! C 语言的编译过程步骤:
1.编译器检查错误
2.将他转换成目标代码(.o文件)
3.将一组目标文件进行链接，最后成为一个可执行文件

在OpenGL 程序中使用GLSL 着色器也是一个相似的过程，要在应用程序中使用顶点或者片段着色器需要按照**顺序**执行下面的步骤：
1.创建着色器对象
2.把着色器代码编译成源代码
3.验证是否着色器是否编译成功
为了把多个着色器对象链接起来，我们需要创建着色器程序
4.创建一个着色器程序
5.把着色器对象链接到这个着色器程序中
6.链接着色器
7.验证着色器链接阶段已经成功完成.
8.使用着色器进行顶点或者片段处理.

函数讲解 (用到的主要是C语法)

  • GLUint glCreateShader(GLenum type);
    作用:创建着色器对象
    type 类型值两个: GL_VERTEX_SHADER(顶点做色器) 和 GL_VERTEX_SHADER(片段着色器) 返回一个非零的值，作为着色器的标记
  • void glShaderSource(GLuint shader,GLsizei count,const GLchar**string,const Glint* length);
    作用:创建着色器对象后，需要把着色器的源代码和着色器对象关联
    参数1:shader 就是创建着色器成功返回的那个值
    参数2：count 包含多个字符串，一般就1个字符串
    参数3：字符串数组地址
    参数4：，可以为NULL 代表字符串为NULL 结尾的，否则，length就代表具有就有count个元素，每个元素指定了string中对应字符串的长度，如果length数组中的某个元素对应一个正整数，就代表string数组中对应字符串的长度，如果是负整数，对应的字符串就是以NULL 结尾的.
  • void glCompileShader(GLuint shader)
    作用:编译着色器源代码
    参数 : shader 着色器标示
  • glGetShaderiv (GLuint shader, GLenum pname, GLint* params)
    作用: 查询编译结果
    参数1：shader 着色器标识
    参数2：GL_COMPLE_STATUS
    参数3：查询结果返回
  • void glGetShaderInfoLog(GLuint shader,GLsizei bufsize,GLsizei length ,char infoLog);
    作用: 获取编译相关日志,调试情况下使用
    参数1: shader 着色器对象标识
    参数2: bufsize 最大日志长度
    参数3: length 如果为NULL 不返回任何日志
    参数4：infoLog 保存在缓冲区中
  • GLuint glCreateProgram()
    作用:创建空的着色器程序
    返回:非零，如果是0 则创建失败
  • void AttachShader(GLuint program,GLuint shader);
    作用: 把着色器和程序相关联
    参数1：program 着色器程序标识
    参数2：shader 着色器对象标识
  • void glDetachShader(GLuint program,Gluint shader);
    作用: 把着色器对象从着色器程序中分离出来，以更改着色器的操作。
    参数1：program 着色器程序标识
    参数2：shader 着色器对象标识
  • void glLinkProgram()
    作用:在着色器对象都连接到着色器程序之后，就要把这些对象连接成一个可执行程序.
  • void glGetProgramInfoLog(GLuint program,GLsizei bufsize,GLsize length char infoLog)
    作用:连接着色器程序也可能出现错误，我们需要进行查询，获取错误日志信息
    参数1: program 着色器程序标识
    参数2: bufsize 最大日志长度
    参数3: length 如果为NULL 不返回任何日志
    参数4：infoLog 保存在缓冲区中
  • void glGetProgramiv (GLuint program, GLenum pname, GLint* params)
    作用:查询程序连接后的结果
    参数1:program 着色器程序标识
    参数2: GL_LINK_STATUS
    参数3：params 返回状态
  • void glUserProgram(GLuint program)
    作用: 程序连接成功后，就可以调用这个函数，启动这个顶点或者片段着色器程序了，为了恢复使用固定功能的管线，可以向这个函数传递 0作为参数.
  • void glDeleteShader(GLuint shader)
    作用:删除着色器对象，如果这个着色器对象被多个程序连接，一旦程序不再使用这个对象，那么它便会实际删除
    参数: shader 着色器对象标识
  • void glDeleteProgram(GLuint program)
    作用: 删除着色器程序 ,如果这个着色器未在任何渲染环境中使用，它将立即删除。否则，会标记为删除，一旦它没不被使用了，便立即被删除
  • void GLboolean glIsShader(GLuint shader)
    作用: 如果shader 是一个着色器对象名称，则返回GL_TRUE, 否则返回GL_FALSE

  • void GLboolean glIsProgram(GLuint program)
    作用: 如果program 是一个着色器程序，则返回GL_TRUE ,否则返回GL_FALSE

  • void glValidateProgram(GLuint program)
    作用:用于验证一个着色器程序是否可以在当前OpenGL 环境下使用，验证结果查询，使用glGetProgramiv() 传入参数GL_VALIDATE_STATUS 为参数，查询程序验证结果

IOS 代码上一份方便大家理解

  • 导入shader的步骤
  • 第一步. 创建GLuint 类型的shader 标示
  • 第二步. 获取shader 文件所在的路径
  • 第三步 获取文件的内容 并进行NSUTF8StringEncoding 编码
  • 第四步. 根据类型创建shader 着色器对象
  • 第五步. 关联shader着色器源代码
  • 第六步. 编译shader着色器对象源代码
  • 第七步. 检查着色器源代码编译是否成功
  • 第八步. 创建着色器程序
  • 第九步. 将编译好的着色器目标文件链接到程序中去
  • 第十步. 绑定着色器的属性
  • 第十一步. 将着色器和程序分开,并且释放着色器
  • 步骤就是多，最好封装好，不重复敲代码才是王道

``

- (BOOL)loadShaders 
{
  // 第一步.创建标示
  GLuint vertShader, fragShader;
  // 第二步.获取文件路径
  NSString *vertShaderPathname, *fragShaderPathname;
  vertShaderPathname = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"Shader" ofType:@"vsh"];
  if (![self compileShader:&vertShader type:GL_VERTEX_SHADER file:vertShaderPathname]) {
      NSLog(@"编译失败 vertex shader");
      return NO;
  }
  // 创建 编译 片断着色器对象
  fragShaderPathname = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"Shader" ofType:@"fsh"];
  if (![self compileShader:&fragShader type:GL_FRAGMENT_SHADER file:fragShaderPathname]) {
       NSLog(@"Failed to compile fragment shader");
       return NO;
  }
  // 第八步 创建一个着色器空程序
  _program = glCreateProgram();
  // 第九步 将顶点着色器链接到程序中
  glAttachShader(_program, vertShader);
  // 将片断着色器链接到程序中
  glAttachShader(_program, fragShader);
  //第十步 绑定着色器的属性
  glBindAttribLocation(_program, GLKVertexAttribPosition, "position");
  glBindAttribLocation(_program, GLKVertexAttribNormal, "normal");
  if (![self linkProgram:_program]) {
      NSLog(@"Failed to link program: %d", _program);
      if (vertShader) {
          glDeleteShader(vertShader);
          vertShader = 0;
      }
      if (fragShader) {
          glDeleteShader(fragShader);
          fragShader = 0;
      }
      if (_program) {
          glDeleteProgram(_program);
          _program = 0;
      }
      return NO;
  }
  // Get uniform locations.
  uniforms[UNIFORM_MODELVIEWPROJECTION_MATRIX] =   glGetUniformLocation(_program, "modelViewProjectionMatrix");
  uniforms[UNIFORM_NORMAL_MATRIX] =   glGetUniformLocation(_program, "normalMatrix");
  // 第十三步 . 分离释放顶点着色器对象 和片段着色器对象
  if (vertShader) {
      glDetachShader(_program, vertShader);
      glDeleteShader(vertShader);
}
if (fragShader) {
    glDetachShader(_program, fragShader);
    glDeleteShader(fragShader);
}
  return YES;
}
-(BOOL)compileShader:(GLuint *)shader type:(GLenum)type      file:(NSString *)file
 {
  //第三步  获取文件的内容 并进行NSUTF8StringEncoding 编码
  const GLchar *source;
  source = (GLchar *)[[NSString stringWithContentsOfFile:file  encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil] UTF8String];
  if (!source) {
      NSLog(@"Failed to load vertex shader");
      return NO;
   }
  //第四步 根据类型创建着色器对象
  *shader = glCreateShader(type);
  //第五步. 获取着色器源代码和着色器关联
  glShaderSource(*shader, 1, &source, NULL);
  //第六步. 开始编译着色器源代码
  glCompileShader(*shader);
  #if defined(DEBUG)
  GLint logLength;
   glGetShaderiv(*shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &logLength);
  if (logLength > 0) {
  GLchar *log = (GLchar *)malloc(logLength);
  glGetShaderInfoLog(*shader, logLength, &logLength, log);
   NSLog(@"Shader compile log:\n%s", log);
  free(log);
  }
  #endif
   //第七步. 查看是着色器源代码否编译成功
  GLint status;
  glGetShaderiv(*shader, GL_COMPILE_STATUS, &status);
  if (status == 0) {
    glDeleteShader(*shader);
    return NO;
  }
    return YES;
  }
- (BOOL)linkProgram:(GLuint)prog
{
   // 第十一 链接程序
  glLinkProgram(prog);
  #if defined(DEBUG)
  GLint logLength;
  glGetProgramiv(prog, GL_INFO_LOG_LENGTH, &logLength);
  if (logLength > 0) {
      GLchar *log = (GLchar *)malloc(logLength);
      glGetProgramInfoLog(prog, logLength, &logLength, log);
      NSLog(@"Program link log:\n%s", log);
      free(log);
 }
  #endif
  // 第十二步 检查着色器程序链接结果
   GLint status;
   glGetProgramiv(prog, GL_LINK_STATUS, &status);
   if (status == 0) {
      return NO;
    }

代码下载地址

点我下载

参考

OpenGL 编程指南>

原文：http://www.jianshu.com/p/ed0c617bcd67

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