梳理 Opengl ES 3.0 (二)剖析一个GLSL程序

OpenGL ES shading language 3.0 也被称作 GLSL,是个 C风格的编程语言。

Opengl ES 3.0内部有两种可编程处理单元,即Vertex processor和Fragment processor,分别用来处理Vertex shader executable和Fragment shader executable。注意,Opengl ES 3.0不支持Geometry Shader。下图中,紫色部分就是可执行体了,即 executable .

梳理 Opengl ES 3.0 (二)剖析一个GLSL程序

先来一段Vertex shader代码

#version 300 es //版本号
in vec4 VertexPosition; //应用层输入逐顶点位置坐标数据
in vec4 VertexColor; //应用层输入逐顶点颜色数据
uniform float RadianAngle; //应用层输入数据
out vec4 TriangleColor;

mat2 rotation = mat2(cos(RadianAngle),sin(RadianAngle),
-sin(RadianAngle),cos(RadianAngle));
void main()
{
  gl_Position = mat4(rotation)*VertexPosition;//给内置数据赋值

  TriangleColor = VertexColor;
}

再来一段Fragment shader代码

#version 300 es
precision mediump float;//配置精度
in vec4 TriangleColor;
out vec4 FragColor;
void main() {
FragColor = TriangleColor;
};

上面这两段代码,只是文本数据,上述的两种processor可没办法直接执行,这就需要一个叫做编译和链接的步骤,来将这个文本数据变成executable的数据。可以通过下图来了解这个创建executable的过程:

梳理 Opengl ES 3.0 (二)剖析一个GLSL程序

需要在应用层加载和编译shader,使用如下代码进一步说明:

GLuint loadAndCompileShader(GLenum shaderType, const char* sourceCode) 
{
  // Create the shader
  GLuint shader = glCreateShader(shaderType);
  if ( shader ) 
  {
    // Pass the shader source code
    glShaderSource(shader, 1, &sourceCode, NULL);
    // Compile the shader source code
    glCompileShader(shader);
    // Check the status of compilation
    GLint compiled = 0;
    glGetShaderiv(shader,GL_COMPILE_STATUS,&compiled);
    if (!compiled)
    {
    // Get the info log for compilation failure
    GLint infoLen = 0;
    glGetShaderiv(shader,GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLen);
    if (infoLen) 
    {
      char* buf = (char*) malloc(infoLen);
      if (buf) 
      {
        glGetShaderInfoLog(shader, infoLen, NULL, buf);
        printf("Could not compile shader %s:" buf);
        free(buf);
      }
    // Delete the shader program
    glDeleteShader(shader);
    shader = 0;
    }
  }
}
return shader;
}

使用如下代码来执行链接过程:

GLuint linkShader(GLuint vertShaderID,GLuint fragShaderID){
if (!vertShaderID || !fragShaderID){ // Fails! return
return 0;
}
// Create an empty program object
GLuint program = glCreateProgram();
if (program) {
// Attach vertex and fragment shader to it
glAttachShader(program, vertShaderID);
glAttachShader(program, fragShaderID);
// Link the program
glLinkProgram(program);
GLint linkStatus = GL_FALSE;
glGetProgramiv(program, GL_LINK_STATUS, &linkStatus);
if (linkStatus != GL_TRUE) {
GLint bufLength = 0;
glGetProgramiv(program, GL_INFO_LOG_LENGTH,
&bufLength);
if (bufLength) {
char* buf = (char*) malloc(bufLength);
if(buf) { glGetProgramInfoLog(program,bufLength,NULL,buf);
printf("Could not link program:\n%s\n", buf);
free(buf);
}
}
glDeleteProgram(program);
program = 0;
}
}
return program;
}

前文一直提到的executable就是这个返回的句柄变量 program。这个program将会在流水线的Processor上执行。

回过头再来分析vertex shader代码和fragment shader代码。

in vec4 VertexPosition;
in vec4 VertexColor;

shader代码里声明的这两个变量的值是从哪里获取的呢,这就涉及了一个重要的环节,就是应用层和shader层的数据通信问题。为了方便理解,根据执行的位置不同,可以把应用层看做CPU,把shader层看做GPU。即可抽象为CPU与GPU通信,进一步抽象为客户端C和服务端S之间的通信。下面来解释这个通信的流程,从通信上来说,必然是要先让客户端找到服务器端的一个通信端口,然后客户端建立与这个通信端口的连接,最后只要往这个连接上扔数据,这样服务端就能收到数据了。

首先实现寻找到服务端通信端口的功能,以下代码就帮助CPU端找到GPU端的数据通信端口

GLuint positionAttribHandle;
GLuint colorAttribHandle;

positionAttribHandle = glGetAttribLocation(programID, "VertexPosition");
colorAttribHandle = glGetAttribLocation(programID, "VertexColor");

以下代码,实现了往通信通道上扔数据的功能:

// Send data to shader using queried attrib location
glVertexAttribPointer(positionAttribHandle, 2, GL_FLOAT,GL_FALSE, 0, gTriangleVertices);
glVertexAttribPointer(colorAttribHandle, 3, GL_FLOAT,GL_FALSE, 0, gTriangleColors);

GPU端,默认所有这些顶点属性端口都是关闭的,因此需要打开这些通信端口:

// Enable vertex position attribute
glEnableVertexAttribArray(positionAttribHandle);
glEnableVertexAttribArray(colorAttribHandle);

这样,一条通信信道就算建立起来了。

转自: DesignYourDream

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