着色器(Shader)是运行在GPU上的小程序。这些小程序为图形渲染管线的某个特定部分而运行。
// 顶点着色器
#version 330 core
// 0号栏位读取顶点坐标
layout (location = 0) in vec3 aPos;
//1号栏位读取颜色颜色
layout (location = 1) in vec3 aColor;
// 输出给 片段着色器
out vec4 vertexColor;
void main()
{
// gl_Position 是固定的名称 用来保存 顶点坐标的
gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);
vertexColor = vec4(aColor.x,aColor.y,aColor.z,1.0);
}
// 片段着色器
#version 330 core
// 输出一个 vec4类型的变量
out vec4 FragColor;
// 从cpu中读取
uniform vec4 outColor;
//从顶点着色器中获得
in vec4 vertexColor;
void main()
{
FragColor = vertexColor;
}
详细的着色器内容查看文档
多元色四边形
效果
代码
#define GLEW_STATIC // 这个一定要加不然报错 静态链接库
#include<iostream>
#include<GL/glew.h>
#include<GLFW/glfw3.h>
using namespace std;
void processInput(GLFWwindow);
void processInput(GLFWwindow* window) {
//如果键盘输入esc 则触发 退出
if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS) {
// 设置 要求退出
glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}
}
// 逆时针方向绘制 默认情况下,逆时针的顶点连接顺序被定义为三角形的正
// 逆时针或顺时针都是相对于观察者方向的
float vertices[] {
-0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0,0, // 左上角 0
0.5f, -0.5f, 0.0f, 0,1.0f,0, // 右下角 1
0.5f, 0.5f, 0.0f, 0,0,1.0f, // 右上角 2
// 第二个三角形
//0.5f, -0.5f, 0.0f, // 右下角
-0.5f, -0.5f, 0.0f , 1.0f,0,1.0f // 左下角 3
//-0.5f, 0.5f, 0.0f // 左上角
};
// 使用索引来减小画点的开销 (未用索引缓冲对象时,每个点都需要画一次(即使重复了))
unsigned int indices[] {
0,1,2, //第一个三角形的索引
1,3,0 //第二个三角形的索引
};
// 顶点着色器 输出一个变量 给 片段着色器
// out vec4 vertexColor;输出
// in vec4 vertexColor; 输入
// 我们可以使用 uniform 给顶点着色器输入变量 从cpu中读取 cpu -->gpu
const char* vertexShaderSource =
"#version 330 core \n"
// 0号栏位读取顶点坐标
"layout (location = 0) in vec3 aPos; \n"
//1号栏位读取颜色颜色
"layout (location = 1) in vec3 aColor; "
"out vec4 vertexColor; \n"
"void main() \n"
"{ \n"
// gl_Position 是固定的名称 用来保存 顶点坐标的
" gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0); \n"
" vertexColor = vec4(aColor.x,aColor.y,aColor.z,1.0); \n"
"} \n";
const char* fragmentShaderSource =
"#version 330 core \n"
"out vec4 FragColor; \n"
"uniform vec4 outColor; \n"
"in vec4 vertexColor; \n"
"void main() \n"
"{ \n"
" FragColor = vertexColor; \n"
"} \n";
int main() {
// 初始化GLFW
glfwInit();
// 提示 我们使用的版本是3.3
// 主版本
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
// 次版本
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
// 简介
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
// 创建一个窗口对象
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "Test window", NULL, NULL);
if (window == NULL) {
cout << "open window failed." << endl;
// 终止 glfw
glfwTerminate();
}
// 绑定window到上下文对象 创建完窗口我们就可以通知GLFW将我们窗口的上下文设置为当前线程的主上下文了
glfwMakeContextCurrent(window);
glewExperimental = true;
// GLEW_OK 0
//init GLEW
if (glewInit() != GLEW_OK) {
cout << "glew init failed." << endl;
// 终止 glfw
glfwTerminate();
return -1;
}
// OpenGL渲染窗口的尺寸大小
// glViewport函数前两个参数控制窗口左下角的位置。第三个和第四个参数控制渲染窗口的宽度和高度(像素)
glViewport(0, 0, 800, 600);
// 设置剔除 (opegl默认正面背面都显示(不剔除))
//glEnable(GL_CULL_FACE);
// 剔除背面 GL_BACK 剔除正面 GL_FRONT
//glCullFace(GL_BACK);
// 线框模式
//第一个参数表示我们打算将其应用到所有的三角形的正面和背面,第二个参数告诉我们用线来绘制
//glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
//VAO对象
unsigned int VAO;
// 生成一个VAO对象 这个方法可以生成多个 由第一个参数决定
glGenVertexArrays(1, &VAO);
// 绑定 VAO
glBindVertexArray(VAO);
unsigned int VBO; //如果多个可以用 VBO[]数组 这个方法可以生成多个 由第一个参数决定
glGenBuffers(1, &VBO);
//将新创建的缓冲绑定到 GL_ARRAY_BUFFER目标上
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
// glBufferData 是一个专门用来把用户定义的数据复制到当前绑定缓冲的函数
// GL_STATIC_DRAW 数据不会或几乎不会改变。
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
unsigned int EBO;
glGenBuffers(1, &EBO);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);
// 顶点着色器
unsigned int vertexShader;
// 创建这个着色器
vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, NULL);
// 编译
glCompileShader(vertexShader);
// 片段着色器
unsigned int fragmentShader;
// 创建这个着色器
fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);
// 编译
glCompileShader(fragmentShader);
// 着色器程序 是将多个着色器合并之后并最终链接完成的版本
unsigned int shaderProgram;
// 创建一个着色器程序对象
shaderProgram = glCreateProgram();
// 将之前编译的着色器附加到程序对象上
glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
// 用glLinkProgram链接它们
glLinkProgram(shaderProgram);
// glVertexAttribPointer函数告诉OpenGL该如何解析顶点数据(应用到逐个顶点属性上)
// 从 0号栏位 开始 将数据每三个为一组 单位为float 每次跳6*float字节 偏移为0
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(float), (void*)0);
// 以顶点属性位置值作为参数,启用顶点属性;顶点属性默认是禁用的
//读取到0号栏位上
glEnableVertexAttribArray(0);
// 读取颜色属性 从 1号栏位 开始 将数据每三个为一组 单位为float 每次跳6*float字节 偏移为3个float
glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(float), (void*)(3*sizeof(float)));
// 读取到1号栏位上
glEnableVertexAttribArray(1);
//渲染循环 ,它能在我们让GLFW退出前一直保持运行。下面几行的代码就实现了一个简单的渲染循环:
//glfwWindowShouldClose 我们每次循环的开始前检查一次GLFW是否被要求退出
while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
//自定义事件 当键盘触发esc 退出
processInput(window);
glClearColor(0.2, 0.3, 0.3, 1.0);
// GL_COLOR_BUFFER_BIT 颜色,GL_DEPTH_BUFFER_BIT 深度 和 GL_STENCIL_BUFFER_BIT 模板
// 清除前面的那一帧的颜色
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
// 绑定 VAO
glBindVertexArray(VAO);
//通过glfwGetTime()获取运行的秒数。
//float timeValue = glfwGetTime();
//然后我们使用sin函数让颜色在0.0到1.0之间改变,最后将结果储存到greenValue里。
//float greenValue = (sin(timeValue) / 2.0f) + 0.5f;
// 我们用glGetUniformLocation查询uniform ourColor的位置值
//int vertexColorlocation = glGetUniformLocation(shaderProgram, "outColor");// -1表示未找到
// 使用着色器程序
glUseProgram(shaderProgram);
// glUniform4f函数设置uniform值 第一个参数是位置 后面几个是rgb
//glUniform4f(vertexColorlocation, 0, greenValue, 0, 1.0f);
// 画三角形 从0开始 绘制三个顶点 和VBO的顶点数据(通过VAO间接绑定)来绘制图元
//glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6); 这个是不用索引画的
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);//可以不需要这个 绑定VAO的同时也会自动绑定EBO
//glDrawElements函数从当前绑定到GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER目标的EBO中获取索引
glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);
//解绑VAO
glBindVertexArray(0);
glfwSwapBuffers(window);
glfwPollEvents();
}
// 最后终止 glfw
glfwTerminate();
return 0;
}
uniform
Uniform
是一种从CPU中的应用向GPU中的着色器发送数据的方式,但uniform和顶点属性有些不同。首先,uniform是全局的(Global)。全局意味着uniform变量必须在每个着色器程序对象中都是独一无二的,而且它可以被着色器程序的任意着色器在任意阶段访问。第二,无论你把uniform值设置成什么,uniform会一直保存它们的数据,直到它们被重置或更新。
下面是使用uniform向着色器赋值
//通过glfwGetTime()获取运行的秒数。
float timeValue = glfwGetTime();
//然后我们使用sin函数让颜色在0.0到1.0之间改变,最后将结果储存到greenValue里。
float greenValue = (sin(timeValue) / 2.0f) + 0.5f;
// 我们用glGetUniformLocation查询uniform ourColor的位置值
int vertexColorlocation = glGetUniformLocation(shaderProgram, "outColor");// -1表示未找到
// 使用着色器程序
glUseProgram(shaderProgram);
// glUniform4f函数设置uniform值 第一个参数是位置 后面几个是rgb
glUniform4f(vertexColorlocation, 0, greenValue, 0, 1.0f);