初识GLSL(学习中，随时更新)

概述

        GLSL是专门为徒刑开发设计的编程语言（OpenGL着色器语言）。

常用名词解释

      1、图元

                用来组成图像的最基本元素，所有的图像都由且仅由图元组成。图元包含  点、 线段、 三角形。

      2、OpenGL渲染管线 

                显示芯片内部处理图形信号互相独立的并行处理单元，即一系列有序的处理阶段的序列，用于把应用汇总的中的数据转

        化到OpenGL中中生成一个最终的图像的一个过程。

      3、可编程管线的编程阶段

  

      4、最基本语法

                a、注释

                      单行："//"

                      多行："/*.........*/"

                b、main函数没有返回值

                c、每条语句的结尾必须带分号

变量初识

      1、基本数据类型    

                 

类型	描述
float	IEEE 32位浮点数（float必须包含小数点）
int	有符号32位整数
uint	无符号32位整数
bool	布尔值

      2、变量命名规范

                a、变量名由数字字母下划线组成，首字符只能是字母。

                b、变量名中不能包含连续下划线。

                c、系统内建变量都是以"gl"开头，不允许自定义以"gl"开头的变量名、类型、常量名、函数名。

                d、见名知意。

向量

     1、向量在着色器中的作用

                向量可以很方便的存储以及操作颜色、位置、纹理等不仅包含一个组成部分的量。

     2、向量的操作

                基本语法为"<向量名>.<分量名>"。

                

基本类型	2D向量	3D向量	4D向量
float	vec2	vec3	vec4
int	ivec2	ivec3	ivec4
bool	bvec2	bvec3	bvec4

                a、初始化

                        vec3 xyz = vec3(0.0, 0.1, 0.2);

                        vec4 rgba = vec4(0.0, 0.1, 0.2, 0.3);

                        vec3 xyz = vec3(0.1);    等价于    vec3 xyz = vec3(0.1, 0.1, 0.1);

                b、加长

                        vec3 xyz = vec3(0.0, 0.1, 0.2);

                        vec4 rgba = vec4(xyz, 0.3);

                c、取短

                        vec4 rgba= vec4(0.0, 0.1, 0.2, 0.3);

                        vec3 xyz= rgba.rgb;

                d、元素操作

                        vec4 rgba= vec4(0.0, 0.1, 0.2, 0.3);

                        float r = rgba.r;

     3、分量

                分量是聚合类型（向量、矩阵）中的一个元素

                

分量访问符	符号描述
(r, g, b, a)	颜色数据
(x, y, z, w)	位置坐标
(s, t, p, q)	纹理坐标

                rgba : 红，绿，蓝，透明度；

                xyzw : 空间坐标，齐次坐标（把n维的向量，运用n + 1维来表示，一般填1）

                 stpq  : 纹理还没学，留个坑，以后补，标红提示我自己； 

矩阵

     1、矩阵在3D开发中的作用

                位移变换

     2、矩阵的操作       

基本类型	2阶矩阵	3阶矩阵	4阶矩阵
float	mat2	mat3	mat4

                 

                 a、初始化

                        初始化顺序为先填充列，再填充行。

                        mat3 m = mat3(1.0, 4.0, 7.0, 2.0, 5.0, 8.0, 3.0, 6.0, 9.0);

                        等同于

                        vec3 col0 = vec3(1.0, 4.0, 7.0);

                        vec3 col1 = vec3(2.0, 5.0, 8.0);

                        vec3 col2 = vec3(3.0, 6.0, 9.0);

                        mat3 m = mat3(col0, col1, col2)；

                b、元素操作

                        mat3 m = mat3(1.0, 4.0, 7.0, 2.0, 5.0, 8.0, 3.0, 6.0, 9.0);

                        float f = m[2][1];    //取第2列第1行的数2.0

                        float f = m[2].x;      //结果同上

                        vec3 xyz = m[1];    //取第1列向量。

结构体和采样器

     1、结构体

                与C语言中结构体相同

     2、采样器

                

采样器类型	说明
sampler2D	用来访问二维贴图
sampler3D	同来访问三维贴图
samplerCube	用来访问立体贴图

数组

       数组的索引是从0开始，注意和矩阵的操作区分开，矩阵的操作写法和二维数组类似，记住，矩阵不是数组，操作是先列后行，索引从1开始。

类型修饰符

     1、attribute

                一般用于修饰每隔顶点都各不相同的数据，例如：颜色，顶点等。

                a、只用于顶点着色器中

                b、是属性限定符

                c、只能修饰以浮点数为基本类型的数据类型（向量，矩阵等）；

     2、uniform

                一致变量限定符

                一直变量：对同一组顶点组成的单个3D物体中所有的顶点都相同的量。

                a、主要用于顶点和片元着色器中

                b、可以修饰所有数据类型（对应attribute的只能修饰浮点型）

     3、varying

                用来传递顶点着色器中的数据到片元着色器中        

                 注：顶点着色器中和片元着色器中变量名和定义必须一模一样。

                例：

                        顶点着色器：varying vec2 texture;

                        片元着色器：varying vec2 texture;

     4、const

                常量

     5、in和out

                in：修饰输入变量

                out：修饰输出变量

     6、inout

                修饰的变量既可以输入也可以输出。

语句

     1、控制流

                if()else{}

                switch()

     2、循环语句

                for、while

     3、流控制语句

                break、return、continue、discard

                discard：丢弃当前片元，终止片元着色器执行。只出现在片元着色器中。

     4、函数定义

                函数要定义在main函数之前。函数定义时，必须加访问修饰符。

                访问修饰符：private、protected、public

内建变量

     1、输入变量

                负责将着色器管线中固定的部分产生的信息传递进着色器。

                        片元输入：gl_FragCoord、gl_FrontFacing

                        gl_FragCoord：窗口信息

                        gl_FrontFacing：布尔值，判断片元处于光栅化阶段时生产此片元的正面（true）或反面（false）。

     2、输出变量

                负责将着色器产生的信息传递给渲染管线中的固定功能

                        顶点输出：gl_Position，gl_Pointsize

                            gl_Position：接收顶点数据

                            gl_Pointsize：计算点大小、单位像素

                        片元输出：gl_FragColor，gl_FragData

                            gl_FragColor：上色

                            gl_FragData：渲染管线后续操作