VTK如何优雅的使用OpenGL

原创已于 2024-01-24 16:04:54 修改 · 1.2k 阅读

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#算法 #服务器 #前端

于 2024-01-24 15:34:53 首次发布

本文介绍了VTK库中的vtkShader类，详细解释了其主要接口功能，包括设置着色器类型、源代码、错误信息和编译过程，针对OpenGL中不同类型的着色器（如顶点、片段、几何）进行了说明。

写这篇文章的目的就是想学习OpenGL的实践方法，以便在后面的项目中扩展渲染引擎的功能。

VTK怎样管理着色器shader

上来就粘代码虽然看起来和没啥水平，但是作为理解别人写的程序的最好的方法，还是先看看他写了什么接口比较好总览全局。

class VTKRENDERINGOPENGL2_EXPORT vtkShader : public vtkObject
{
public:
  static vtkShader* New();
  vtkTypeMacro(vtkShader, vtkObject);
  void PrintSelf(ostream& os, vtkIndent indent) override;

  /** Available shader types. */
  enum Type
  {
    Vertex,   /**< Vertex shader */
    Fragment, /**< Fragment shader */
    Geometry, /**< Geometry shader */
    Unknown   /**< Unknown (default) */
  };

  /** Set the shader type. */
  void SetType(Type type);

  /** Get the shader type, typically Vertex or Fragment. */
  Type GetType() const { return this->ShaderType; }

  /** Set the shader source to the supplied string. */
  void SetSource(const std::string& source);

  /** Get the source for the shader. */
  std::string GetSource() const { return this->Source; }

  /** Get the error message (empty if none) for the shader. */
  std::string GetError() const { return this->Error; }

  /** Get the handle of the shader. */
  int GetHandle() const { return this->Handle; }

  /** Compile the shader.
   * @note A valid context must to current in order to compile the shader.
   */
  bool Compile();

  /** Delete the shader.
   * @note This should only be done once the ShaderProgram is done with the
   * Shader.
   */
  void Cleanup();

  class ReplacementSpec
  {
  public:
    std::string OriginalValue;
    vtkShader::Type ShaderType;
    bool ReplaceFirst;
    bool operator<(const ReplacementSpec& v1) const
    {
      if (this->OriginalValue != v1.OriginalValue)
      {
        return this->OriginalValue < v1.OriginalValue;
      }
      if (this->ShaderType != v1.ShaderType)
      {
        return this->ShaderType < v1.ShaderType;
      }
      return (this->ReplaceFirst < v1.ReplaceFirst);
    }
    bool operator>(const ReplacementSpec& v1) const
    {
      if (this->OriginalValue != v1.OriginalValue)
      {
        return this->OriginalValue > v1.OriginalValue;
      }
      if (this->ShaderType != v1.ShaderType)
      {
        return this->ShaderType > v1.ShaderType;
      }
      return (this->ReplaceFirst > v1.ReplaceFirst);
    }
  };
  class ReplacementValue
  {
  public:
    std::string Replacement;
    bool ReplaceAll;
  };

protected:
  vtkShader();
  ~vtkShader() override;

  Type ShaderType;
  int Handle;
  bool Dirty;

  std::string Source;
  std::string Error;

private:
  vtkShader(const vtkShader&) = delete;
  void operator=(const vtkShader&) = delete;
};

逐个分析这些接口的功能，在我看来大可不必。如果读者学过一些简单的OpenGL的接口，那上面的接口大概一看就知道什么用处了。

我在写这篇文章的时候，也只是略读了蓝宝书的几个基础的章节，所以我只能谈谈“现在”我对上面代码封装的接口的理解。（以下提到的着色器程序指的是OpenGL着色器代码或者着色器对象）

在OpenGL中着色器程序是分类型的，可编程的着色器程序主要有三类，顶点，几何和片段，所以需要定义Type枚举来标识类型；
在OpenGL中着色器程序是一段用C语言风格写的程序（它的功能主要告诉OpenGl怎样处理每个渲染阶段的数据和状态，更详细的作用后续再来补充），它在形式上属于一个字符串，所以需要用string类型来存储这个字符串；
在OpenGL中编译着色器程序时会返回一些信息，如错误信息，所以也需要一个Error string来出存储它；
在OpenGL中创建着色器程序时会返回一个int类型的值，标识这个着色器程序，所以也要有个Handle来寸它；
其他的东西就和OpenGL关系不大了，这些应该是为了优雅的封装OpenGL所需要的东西了