代码编译【OpenGL】Shader概述代码编译

最新推荐文章于 2024-12-07 16:19:43 发布

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原文链接：http://www.cnblogs.com/jiangu66/archive/2013/04/21/3033367.html

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本文详细介绍了如何在OpenGL程序中编译和链接Shader，包括创建Shader对象、加载源代码、编译Shader、链接Shader程序及使用Shader程序的过程。

文章结束给大家来个程序员笑话：[M]

这篇文章述讲了Shader是如何编译和链接，终最在OpenGL程序中应用的。当然，不解了这些我们仍然可以畸形作工，但是作为初学者，解了这些会让我更能明确自己在嘛干。。。

综述

哈，鼎鼎名大的Shader终究让我给见到了……之前在习学Unity3D的时候就被群里的大牛耳闻目睹说Shader如何如何要重，在现终究轮到自己领教了。吐槽终了，进入正题。

Shader的编译器被内嵌到OpenGL库的部内，而且必须在运行OpenGL程序时才能编译。在现还没有可以前提编译Shader的工具。在最新的OpenGL4.1中像好正在改善。

在现的习学中，我应用的是这个程教供给的一个载入shader的代码。代码不长，功能不全，只能同时载入vertex shader和fragment shader（这里是保存在两个独自的件文里，后缀别分的vertexshader和fragmentshader，后缀不要重，即便是txt也可以，要重的是内容应用的是GLSL法语），但是对于初学者够用了。（实际上，我们平日须要最少两个shader。）代码如下：

GLuint LoadShaders(const char * vertex_file_path,const char * fragment_file_path){

    // Create the shaders
    GLuint VertexShaderID = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
    GLuint FragmentShaderID = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);

    // Read the Vertex Shader code from the file
    std::string VertexShaderCode;
    std::ifstream VertexShaderStream(vertex_file_path, std::ios::in);
    if(VertexShaderStream.is_open())
    {
        std::string Line = "";
        while(getline(VertexShaderStream, Line))
            VertexShaderCode += "n" + Line;
        VertexShaderStream.close();
    }

    // Read the Fragment Shader code from the file
    std::string FragmentShaderCode;
    std::ifstream FragmentShaderStream(fragment_file_path, std::ios::in);
    if(FragmentShaderStream.is_open()){
        std::string Line = "";
        while(getline(FragmentShaderStream, Line))
            FragmentShaderCode += "n" + Line;
        FragmentShaderStream.close();
    }

    GLint Result = GL_FALSE;
    int InfoLogLength;

    // Compile Vertex Shader
    printf("Compiling shader : %sn", vertex_file_path);
    char const * VertexSourcePointer = VertexShaderCode.c_str();
    glShaderSource(VertexShaderID, 1, &VertexSourcePointer , NULL);
    glCompileShader(VertexShaderID);

    // Check Vertex Shader
    glGetShaderiv(VertexShaderID, GL_COMPILE_STATUS, &Result);
    glGetShaderiv(VertexShaderID, GL_INFO_LOG_LENGTH, &InfoLogLength);
    std::vector VertexShaderErrorMessage(InfoLogLength);
    glGetShaderInfoLog(VertexShaderID, InfoLogLength, NULL, &VertexShaderErrorMessage[0]);
    fprintf(stdout, "%sn", &VertexShaderErrorMessage[0]);

    // Compile Fragment Shader
    printf("Compiling shader : %sn", fragment_file_path);
    char const * FragmentSourcePointer = FragmentShaderCode.c_str();
    glShaderSource(FragmentShaderID, 1, &FragmentSourcePointer , NULL);
    glCompileShader(FragmentShaderID);

    // Check Fragment Shader
    glGetShaderiv(FragmentShaderID, GL_COMPILE_STATUS, &Result);
    glGetShaderiv(FragmentShaderID, GL_INFO_LOG_LENGTH, &InfoLogLength);
    std::vector FragmentShaderErrorMessage(InfoLogLength);
    glGetShaderInfoLog(FragmentShaderID, InfoLogLength, NULL, &FragmentShaderErrorMessage[0]);
    fprintf(stdout, "%sn", &FragmentShaderErrorMessage[0]);

    // Link the program
    fprintf(stdout, "Linking programn");
    GLuint ProgramID = glCreateProgram();
    glAttachShader(ProgramID, VertexShaderID);
    glAttachShader(ProgramID, FragmentShaderID);
    glLinkProgram(ProgramID);

    // Check the program
    glGetProgramiv(ProgramID, GL_LINK_STATUS, &Result);
    glGetProgramiv(ProgramID, GL_INFO_LOG_LENGTH, &InfoLogLength);
    std::vector ProgramErrorMessage( max(InfoLogLength, int(1)) );
    glGetProgramInfoLog(ProgramID, InfoLogLength, NULL, &ProgramErrorMessage[0]);
    fprintf(stdout, "%sn", &ProgramErrorMessage[0]);

    glDeleteShader(VertexShaderID);
    glDeleteShader(FragmentShaderID);

    return ProgramID;
}

为了举例，我们以下都应用下面两个shader。

第一个shader是一个顶点着色器，vertex shader，件文名为ExampleShader.vertexshader。

#version 400
in vec3 VertexPosition;
in vec3 VertexColor;
out vec3 Color;
void main()
    Color = VertexColor;
    gl_Position = vec4( VertexPosition, 1.0 );
}

这里简单解释一下。它接受两个输入和一个输出，并应用输入VertexPosition给gl_position赋值，应用VertexColor给输出Color赋值，而Color将会传递给下面的片段着色器。

第二个是片段着色器，fragment shader，件文名为ExampleShader.fragmentshader。

#version 400
in vec3 Color;
out vec4 FragColor;
void main() {
   FragColor = vec4(Color, 1.0);
}

顶点着色器会在每个顶点上调用一次，而片段着色器则会在每个像素上调用一次。

每日一道理
信念是巍巍大厦的栋梁，没有它，就只是一堆散乱的砖瓦；信念是滔滔大江的河床，没有它，就只有一片泛滥的波浪；信念是熊熊烈火的引星，没有它，就只有一把冰冷的柴把；信念是远洋巨轮的主机，没有它，就只剩下瘫痪的巨架。

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编译一个Shader

如上图所示，一个shader的编译过程主要分为3个部分：首先创建一个shader对象（Shader Object）。例如下面别分创建了两个shader对象：

    // Create the shaders
    GLuint VertexShaderID = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
    GLuint FragmentShaderID = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);

然后将shader源代码（source code）复制到shader对象中。由于这里是从件文里读入代码，因此先将源代码别分读入到一个string类型的变量里（VertexShaderCode和FragmentShaderCode），再把指针传递给shader对象：

    // Read the Vertex Shader code from the file
    std::string VertexShaderCode;
    std::ifstream VertexShaderStream(vertex_file_path, std::ios::in);
    if(VertexShaderStream.is_open())
    {
        std::string Line = "";
        while(getline(VertexShaderStream, Line))
            VertexShaderCode += "n" + Line;
        VertexShaderStream.close();
    }

    char const * VertexSourcePointer = VertexShaderCode.c_str();
    glShaderSource(VertexShaderID, 1, &VertexSourcePointer , NULL);

最后，编译shader。平日我们须要检查一下shader是否编译成功，不成功的话再打出错误信息，这通过两个变量Result和InfoLogLength来实现：

    GLint Result = GL_FALSE;
    int InfoLogLength;

    glCompileShader(VertexShaderID);

    // Check Vertex Shader
    glGetShaderiv(VertexShaderID, GL_COMPILE_STATUS, &Result);
    glGetShaderiv(VertexShaderID, GL_INFO_LOG_LENGTH, &InfoLogLength);
    std::vector VertexShaderErrorMessage(InfoLogLength);
    glGetShaderInfoLog(VertexShaderID, InfoLogLength, NULL, &VertexShaderErrorMessage[0]);
    fprintf(stdout, "%sn", &VertexShaderErrorMessage[0]);

上面的筛选的vertex shader的编译过程，当然fragment shader的编译是一样的。

链接一个Shader

在我们编译完成shader后，正式在OpenGL管道中应用它们之前，我们还须要链接它们。这主要是为解了决不同shader之间的输入和输出匹配问题。例如这里，ExampleShader.vertexshader里的输出Color须要和ExampleShader.fragmentshader里的输入Color相匹配。

和编译shader类似，我们首先须要创建一个shader program object。

    GLuint ProgramID = glCreateProgram();

然后将之前创建好的shader object附加给它。

    glAttachShader(ProgramID, VertexShaderID);
    glAttachShader(ProgramID, FragmentShaderID);

最后，进行链接。

    glLinkProgram(ProgramID);

和之前须要检查编译状态类似，我们也须要检查链接状态，如果链接不成功，就打出提示信息。

    // Check the program
    glGetProgramiv(ProgramID, GL_LINK_STATUS, &Result);
    glGetProgramiv(ProgramID, GL_INFO_LOG_LENGTH, &InfoLogLength);
    std::vector ProgramErrorMessage( max(InfoLogLength, int(1)) );
    glGetProgramInfoLog(ProgramID, InfoLogLength, NULL, &ProgramErrorMessage[0]);
    fprintf(stdout, "%sn", &ProgramErrorMessage[0]);

删除一个Shader

在我们把一个shader对象附加一个program对象后，我们就可以删除它了，以便释放它占用的资源和句柄。注意，如果一个shader已经被附加到一个program对象（比如在现），那么实际上它并没有立刻被删除，而是出于一种挂起状态。当它从附加的program对象上被卸载时，才会真正从内存中删除。

    glDeleteShader(VertexShaderID);
    glDeleteShader(FragmentShaderID);

指定应用一个Shader Program

为了在OpenGL管道里真正应用我们创建好的shader program对象，我们须要应用glUseProgram( ProgramID);函数，ProgramID就是上面函数的返回值，它供给了一个Shadr program对象的句柄。在一个OpenGL程序中，我们可以应用多个shader programs，我们可以通过应用glUseProgram在OpenGL管道里进行切入和切除，以便选择不同的程序。

删除一个Shader Program

当我们不再须要一个shader program时，可以通过调用glDeleteProgram（ProgramID）来删除一个shader program，以释放OpenGL内存。注意，如果当前的shader program正在被应用，那么它并不会立刻被删除，而是出于一种挂起状态，直到程序不再应用它（可能切换到另一个Shader Program）。这时，之前附加的shader对象就会真正被删除了（如果之前调用过glDeleteShader的话）。

备注

你可能还是不懂我在讲什么，如果这样，可以到这个网站上看一下第二节课的内容，可能会有所帮助。

文章结束给大家分享下程序员的一些笑话语录：警告
有一个小伙子在一个办公大楼的门口抽着烟，一个妇女路过他身边，并对他说， “你知道不知道这个东西会危害你的健康？我是说，你有没有注意到香烟盒上的那个警告（Warning）？”
小伙子说，“没事儿，我是一个程序员”。
那妇女说，“这又怎样？”
程序员说，“我们从来不关心 Warning，只关心 Error”

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