OpenGL01--基本概念

着色器

着色器（Shader）是用于控制图形渲染流程的程序，主要分为顶点着色器和片段着色器。源代码提供着色器对象，然后通过着色器对象被编译为一个目标形式（obj文件），编译之后，着色器对象可以连接到一个程序对象。程序对象可以连接多个着色器对象
获得链接之后着色器对象一般过程包括6个步骤

• 创建一个顶点着色器对象和一个片段着色器对象
• 将源代码连接到每个着色器对象
• 编译着色器对象
• 创建一个程序对象
• 将编译后着色器对象连接到程序对象
• 链接程序对象

// 创建和编译着色器程序 
	//顶点着色器
	unsigned int vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
	glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, NULL);
	glCompileShader(vertexShader);
	// 检查编译错误
	int success;
	char infoLog[512];
	glGetShaderiv(vertexShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
	if (!success) {
		glGetShaderInfoLog(vertexShader, 512, NULL, infoLog);
		std::cout << "ERROR::SHADER::VERTEX::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
	}
	// 片段着色器
	unsigned int fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
	glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);
	glCompileShader(fragmentShader);
	// 检查编译错误
	glGetShaderiv(fragmentShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
	if (!success) {
		glGetShaderInfoLog(fragmentShader, 512, NULL, infoLog);
		std::cout << "ERROR::SHADER::FRAGMENT::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
	}
	//着色器程序
	unsigned int shaderProgram = glCreateProgram();
	glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
	glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
	glLinkProgram(shaderProgram);
	//链接错误检查
	glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success);
	if (!success) {
		glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, NULL, infoLog);
		std::cout << "ERROR::SHADER::PROGRAM::LINKING_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
	}
	glDeleteShader(vertexShader);
	glDeleteShader(fragmentShader);

• glCreateShader 创建着色器
• glDeleteShader 删除着色器句柄
• glShaderSource 用着色器源代码
• glCompileShader 需要编译着色器对象句柄
• glCreateProgram 创建程序对象
• glDeleteProgram 删除的程序对象的句柄
• glAttachShader 连接着色器和程序

GLSL语言

可以通过这篇博客学习GLSL语法GLSL

下面是我随便找到几个GLSL学习案例
1、如何在三角形上使用顶点颜色和简单矩阵变化

// 顶点着色器
#version 330 core

layout(location = 0) in vec3 aPos; // 从应用程序传入的顶点位置属性

void main()
{
    gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0); // 设置裁剪坐标
    //把坐标放进数组里去
}

// 片段着色器
#version 330 core

out vec4 FragColor; // 输出颜色

void main()
{
    FragColor = vec4(1.0, 0.5, 0.2, 1.0); // 设置片段颜色为橙色
}

#version 330 core指定了GLSL的版本，layout(location = 0) in vec3 aPos;定义了一个输入变量，表示顶点位置。

2、较为空间复杂的变化

// 顶点着色器
#version 330 core //版本

layout(location = 0) in vec3 aPos;      // 顶点位置
layout(location = 1) in vec3 aColor;    // 顶点颜色

out vec3 ourColor;                      // 传递颜色给片段着色器

uniform mat4 model;                     // 模型矩阵
uniform mat4 view;                      // 视图矩阵
uniform mat4 projection;                // 投影矩阵

void main()
{
    gl_Position = projection * view * model * vec4(aPos, 1.0);
    ourColor = aColor;
}

// 片段着色器
#version 330 core

in vec3 ourColor;                       // 从顶点着色器传递的颜色

out vec4 FragColor;                     // 输出颜色

void main()
{
    FragColor = vec4(ourColor, 1.0);    // 将顶点颜色传递给片段颜色
}

layout(location = 1) in vec3 aColor; 定义了一个输入变量表示顶点颜色。
**out vec3 ourColor; **将颜色从顶点着色器传递到片段着色器。
**uniform mat4 model;, uniform mat4 view;, uniform mat4 projection; **定义了三个uniform变量，表示模型矩阵、视图矩阵和投影矩阵。
**gl_Position = projection * view * model * vec4(aPos, 1.0); **在顶点着色器中进行了矩阵变换。

3、深度纹理的可视化。该程序的主要目的是将深度纹理映射到屏幕上，以便可视化深度信息。

#version 330 core
out vec4 FragColor;

in vec2 TexCoords;

uniform sampler2D depthMap;
uniform float near_plane;
uniform float far_plane;

 //required when using a perspective projection matrix
float LinearizeDepth(float depth)
{
    float z = depth * 2.0 - 1.0; // Back to NDC 
    return (2.0 * near_plane * far_plane) / (far_plane + near_plane - z * (far_plane - near_plane));
}

void main()
{             
    float depthValue = texture(depthMap, TexCoords).r; // 将深度值转换回裁剪空间坐标
    //FragColor = vec4(vec3(LinearizeDepth(depthValue) / far_plane), 1.0); // perspective
    FragColor = vec4(vec3(depthValue), 1.0); // orthographic
}

• out vec4 FragColor; 表示片段着色器的输出颜色。
• in vec2 TexCoords; 表示从顶点着色器传递过来的纹理坐标。
• uniform sampler2D depthMap; 是深度纹理的纹理单元。
• uniform float near_plane; 和 uniform float far_plane; 是近平面和远平面的值，它们在LinearizeDepth函数中用于线性化深度值。

这个函数用于将深度值从非线性空间转换为线性空间，以更好地在屏幕上显示深度信息。在此之后，FragColor 将深度值映射到颜色输出。在当前的注释中，它使用 vec3(depthValue) 将深度值映射到RGB颜色通道。