OpenGL Sharders(着色器) 入门
发布日期:2021-05-04 20:40:34 浏览次数:10 分类:技术文章

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着色器(Shader)是运行在GPU上的小程序。这些小程序为图形渲染管线的某个特定部分而运行。

//  顶点着色器#version 330 core                                      // 0号栏位读取顶点坐标layout (location = 0) in vec3 aPos;                    //1号栏位读取颜色颜色layout (location = 1) in vec3 aColor; // 输出给 片段着色器 out vec4 vertexColor;                                  void main()                                            {                                                         	//  gl_Position 是固定的名称 用来保存 顶点坐标的  	gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);   	vertexColor = vec4(aColor.x,aColor.y,aColor.z,1.0);            }                                                   // 片段着色器#version 330 core   // 输出一个 vec4类型的变量                           out vec4 FragColor;     // 从cpu中读取                      uniform vec4 outColor;   //从顶点着色器中获得                     in vec4 vertexColor;                         void main()                                  {                                                   FragColor = vertexColor;                 }

详细的着色器内容查看

多元色四边形

效果
在这里插入图片描述
代码

#define GLEW_STATIC // 这个一定要加不然报错 静态链接库#include
#include
#include
using namespace std;void processInput(GLFWwindow);void processInput(GLFWwindow* window) { //如果键盘输入esc 则触发 退出 if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS) { // 设置 要求退出 glfwSetWindowShouldClose(window, true); }}// 逆时针方向绘制 默认情况下,逆时针的顶点连接顺序被定义为三角形的正// 逆时针或顺时针都是相对于观察者方向的float vertices[] { -0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0,0, // 左上角 0 0.5f, -0.5f, 0.0f, 0,1.0f,0, // 右下角 1 0.5f, 0.5f, 0.0f, 0,0,1.0f, // 右上角 2 // 第二个三角形 //0.5f, -0.5f, 0.0f, // 右下角 -0.5f, -0.5f, 0.0f , 1.0f,0,1.0f // 左下角 3 //-0.5f, 0.5f, 0.0f // 左上角};// 使用索引来减小画点的开销 (未用索引缓冲对象时,每个点都需要画一次(即使重复了))unsigned int indices[] { 0,1,2, //第一个三角形的索引 1,3,0 //第二个三角形的索引};// 顶点着色器 输出一个变量 给 片段着色器// out vec4 vertexColor;输出// in vec4 vertexColor; 输入// 我们可以使用 uniform 给顶点着色器输入变量 从cpu中读取 cpu -->gpuconst char* vertexShaderSource ="#version 330 core \n"// 0号栏位读取顶点坐标"layout (location = 0) in vec3 aPos; \n"//1号栏位读取颜色颜色"layout (location = 1) in vec3 aColor; ""out vec4 vertexColor; \n""void main() \n""{ \n" // gl_Position 是固定的名称 用来保存 顶点坐标的" gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0); \n"" vertexColor = vec4(aColor.x,aColor.y,aColor.z,1.0); \n""} \n";const char* fragmentShaderSource ="#version 330 core \n""out vec4 FragColor; \n""uniform vec4 outColor; \n""in vec4 vertexColor; \n""void main() \n""{ \n"" FragColor = vertexColor; \n""} \n";int main() { // 初始化GLFW glfwInit(); // 提示 我们使用的版本是3.3 // 主版本 glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3); // 次版本 glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3); // 简介 glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE); // 创建一个窗口对象 GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "Test window", NULL, NULL); if (window == NULL) { cout << "open window failed." << endl; // 终止 glfw glfwTerminate(); } // 绑定window到上下文对象 创建完窗口我们就可以通知GLFW将我们窗口的上下文设置为当前线程的主上下文了 glfwMakeContextCurrent(window); glewExperimental = true; // GLEW_OK 0 //init GLEW if (glewInit() != GLEW_OK) { cout << "glew init failed." << endl; // 终止 glfw glfwTerminate(); return -1; } // OpenGL渲染窗口的尺寸大小 // glViewport函数前两个参数控制窗口左下角的位置。第三个和第四个参数控制渲染窗口的宽度和高度(像素) glViewport(0, 0, 800, 600); // 设置剔除 (opegl默认正面背面都显示(不剔除)) //glEnable(GL_CULL_FACE); // 剔除背面 GL_BACK 剔除正面 GL_FRONT //glCullFace(GL_BACK); // 线框模式 //第一个参数表示我们打算将其应用到所有的三角形的正面和背面,第二个参数告诉我们用线来绘制 //glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE); //VAO对象 unsigned int VAO; // 生成一个VAO对象 这个方法可以生成多个 由第一个参数决定 glGenVertexArrays(1, &VAO); // 绑定 VAO glBindVertexArray(VAO); unsigned int VBO; //如果多个可以用 VBO[]数组 这个方法可以生成多个 由第一个参数决定 glGenBuffers(1, &VBO); //将新创建的缓冲绑定到 GL_ARRAY_BUFFER目标上 glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO); // glBufferData 是一个专门用来把用户定义的数据复制到当前绑定缓冲的函数 // GL_STATIC_DRAW 数据不会或几乎不会改变。 glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW); unsigned int EBO; glGenBuffers(1, &EBO); glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO); glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW); // 顶点着色器 unsigned int vertexShader; // 创建这个着色器 vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER); glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, NULL); // 编译 glCompileShader(vertexShader); // 片段着色器 unsigned int fragmentShader; // 创建这个着色器 fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER); glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL); // 编译 glCompileShader(fragmentShader); // 着色器程序 是将多个着色器合并之后并最终链接完成的版本 unsigned int shaderProgram; // 创建一个着色器程序对象 shaderProgram = glCreateProgram(); // 将之前编译的着色器附加到程序对象上 glAttachShader(shaderProgram, vertexShader); glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader); // 用glLinkProgram链接它们 glLinkProgram(shaderProgram); // glVertexAttribPointer函数告诉OpenGL该如何解析顶点数据(应用到逐个顶点属性上) // 从 0号栏位 开始 将数据每三个为一组 单位为float 每次跳6*float字节 偏移为0 glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(float), (void*)0); // 以顶点属性位置值作为参数,启用顶点属性;顶点属性默认是禁用的 //读取到0号栏位上 glEnableVertexAttribArray(0); // 读取颜色属性 从 1号栏位 开始 将数据每三个为一组 单位为float 每次跳6*float字节 偏移为3个float glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(float), (void*)(3*sizeof(float))); // 读取到1号栏位上 glEnableVertexAttribArray(1); //渲染循环 ,它能在我们让GLFW退出前一直保持运行。下面几行的代码就实现了一个简单的渲染循环: //glfwWindowShouldClose 我们每次循环的开始前检查一次GLFW是否被要求退出 while (!glfwWindowShouldClose(window)) { //自定义事件 当键盘触发esc 退出 processInput(window); glClearColor(0.2, 0.3, 0.3, 1.0); // GL_COLOR_BUFFER_BIT 颜色,GL_DEPTH_BUFFER_BIT 深度 和 GL_STENCIL_BUFFER_BIT 模板 // 清除前面的那一帧的颜色 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); // 绑定 VAO glBindVertexArray(VAO); //通过glfwGetTime()获取运行的秒数。 //float timeValue = glfwGetTime(); //然后我们使用sin函数让颜色在0.0到1.0之间改变,最后将结果储存到greenValue里。 //float greenValue = (sin(timeValue) / 2.0f) + 0.5f; // 我们用glGetUniformLocation查询uniform ourColor的位置值 //int vertexColorlocation = glGetUniformLocation(shaderProgram, "outColor");// -1表示未找到 // 使用着色器程序 glUseProgram(shaderProgram); // glUniform4f函数设置uniform值 第一个参数是位置 后面几个是rgb //glUniform4f(vertexColorlocation, 0, greenValue, 0, 1.0f); // 画三角形 从0开始 绘制三个顶点 和VBO的顶点数据(通过VAO间接绑定)来绘制图元 //glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6); 这个是不用索引画的 glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);//可以不需要这个 绑定VAO的同时也会自动绑定EBO //glDrawElements函数从当前绑定到GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER目标的EBO中获取索引 glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0); //解绑VAO glBindVertexArray(0); glfwSwapBuffers(window); glfwPollEvents(); } // 最后终止 glfw glfwTerminate(); return 0;}

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,但uniform和顶点属性有些不同。首先,uniform是全局的(Global)。全局意味着uniform变量必须在每个着色器程序对象中都是独一无二的,而且它可以被着色器程序的任意着色器在任意阶段访问。第二,无论你把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。

下面是使用uniform向着色器赋值

//通过glfwGetTime()获取运行的秒数。float timeValue = glfwGetTime();//然后我们使用sin函数让颜色在0.0到1.0之间改变,最后将结果储存到greenValue里。float  greenValue = (sin(timeValue) / 2.0f) + 0.5f;// 我们用glGetUniformLocation查询uniform ourColor的位置值int vertexColorlocation = glGetUniformLocation(shaderProgram, "outColor");// -1表示未找到// 使用着色器程序glUseProgram(shaderProgram);// glUniform4f函数设置uniform值 第一个参数是位置 后面几个是rgbglUniform4f(vertexColorlocation, 0, greenValue, 0, 1.0f);
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