OpenGL学习记录（1）

Draw Triangle

主要的内容来自于learnOpenGL,用于学习整理
渲染管线：

在这部分中，我们需要定义的着色器主要是顶点着色器，片段着色器。
西川善司的3D图形技术概念和渲染管线的处理中对于渲染管线更加详细的描述：

1、2部分相当于第一张图中的定点数据；像素管线就相当于片段着色器。

VBO

通常输入的顶点数据是一连串的从CPU传输到GPU上面的数据，那些数据存储在GPU时需要用到顶点缓冲对象(Vertex Buffer Objects, VBO)，VBO的使用方式：
（1）定义VBO对象；
（2）使用glGenBuffers函数和一个缓冲ID生成一个VBO对象；
（3）使用glBindBuffer函数把VBO绑定到GL_ARRAY_BUFFER上；
（4）调用glBufferData函数，把之前定义的顶点数据复制到缓冲的内存；
整个代码块如下：

unsigned int VBO; //VBO可以是多个，多个的话便定义数组
glGenBuffers(1, &VBO); //数组的话，第一个参数为VBO个数，第二个参数数组名
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);  
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

其中glBufferData函数的第四个参数指定了我们希望显卡如何管理给定的数据，它有三种形式：
GL_STATIC_DRAW ：数据不会或几乎不会改变。
GL_DYNAMIC_DRAW：数据会被改变很多。
GL_STREAM_DRAW ：数据每次绘制时都会改变。

VAO

VBO是将CPU中的数据搬运到GPU显存上，而顶点数组对象(Vertex Array Object, VAO)则是告诉OpenGL如何处理这些数据。

创建VAO的方式与VBO类似：

//1.创建VAO
unsigned int VAO;
glGenVertexArrays(1, &VAO);
// 2. 绑定VAO
glBindVertexArray(VAO);
// 3. 把顶点数组复制到缓冲中供OpenGL使用
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
// 4. 设置顶点属性指针
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);

顶点属性（vertex attributes）的理解，简单的是坐标+颜色+纹理（顶点属性的理解）

EBO

假设需要绘制矩形，那么三角化曲面绘制的话，需要6个坐标，但是有两个坐标是被重复使用的（矩形画一条对角线），按照之前VBO-VAO的方式则需要将这6个坐标也写出来，造成了额外开销，因此可以添加元素缓冲对象(Element Buffer Object，EBO)，也叫索引缓冲对象(Index Buffer Object，IBO)。

float vertices[] = {
    0.5f, 0.5f, 0.0f,   // 右上角
    0.5f, -0.5f, 0.0f,  // 右下角
    -0.5f, -0.5f, 0.0f, // 左下角
    -0.5f, 0.5f, 0.0f   // 左上角
};

unsigned int indices[] = {
    // 注意索引从0开始! 
    // 此例的索引(0,1,2,3)就是顶点数组vertices的下标，
    // 这样可以由下标代表顶点组合成矩形

    0, 1, 3, // 第一个三角形
    1, 2, 3  // 第二个三角形
};

EBO的使用流程与前面两个类似：

// 1. 定义索引缓冲对象
unsigned int EBO;
glGenBuffers(1, &EBO);
// 2. 绑定顶点数组对象
glBindVertexArray(VAO);
// 3. 把我们的顶点数组复制到一个顶点缓冲中，供OpenGL使用
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
// 4. 复制我们的索引数组到一个索引缓冲中，供OpenGL使用
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);
// 5. 设定顶点属性指针
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);

顶点着色器

使用步骤：使用GLSL(OpenGL Shading Language)编写顶点着色器，然后编译着色器。
因为着色器源码是给GPU看的，所以将顶点着色器的源代码硬编码在代码文件顶部的C风格字符串。
顶点着色器源码：

const char *vertexShaderSource = "#version 330 core\n"
    "layout (location = 0) in vec3 aPos;\n"
    "void main()\n"
    "{\n"
    "   gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);\n"
    "}\0";

编译着色器对象：

unsigned int vertexShader;
vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
//将着色器源码附加到着色器对象上
glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, NULL);
glCompileShader(vertexShader);

片段着色器

片段着色器在这里所做的是计算像素颜色输出。

const char *fragmentShaderSource ="#version 330 core  \n "
"out vec4 FragColor; \n "
"void main()  \n "
"{   FragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);} \n "

编译片段着色器

unsigned int fragmentShader;
fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);
glCompileShader(fragmentShader);

着色器程序

着色器程序对象(Shader Program Object)是多个着色器合并之后并最终链接完成的版本，通过连接多个着色器程序对象激活后才能被调用使用。
步骤：

// 创建着色器程序对象
unsigned int shaderProgram;
shaderProgram = glCreateProgram();
//着色器程序附加对应对象上，然后链接
glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
glLinkProgram(shaderProgram);
//使用着色器程序
glUseProgram(shaderProgram);
//使用完后删除着色器
glDeleteShader(vertexShader);
glDeleteShader(fragmentShader);