Opengl ES基础系列文章是音视频学习的图形图像部分，旨在通过这部分学习，能够把Opengl ES和视频结合在一起，最终形成一个完整的知识体系。
这一节我们介绍Opengl ES的几个基本东西，为后面的学习有个整体的概念，而且只做最简单的概念介绍，不会长篇大论（对于初学者会搞得晕头转向），大家也不必要去追根究底，只要记住有这么个东西就行，通过后面的学习，然后再回过头来看，一定会有顿悟的感觉。
这节主要介绍如下几个知识点。
- Opengl ES渲染管线
- 可编程着色器
- 着色器语言GLSL介绍
- Opengl ES坐标
1. 管线
简单理解就是显卡绘制的流水线，主要阶段如下（下面这张图来自于网络，如有侵权，请告知）：
从上图可以看出，顶点着色器描述绘制的形状，然后进行片元的装配、裁剪、光栅化，到片元着色，最后输出到帧缓冲区，到帧缓冲区，渲染的数据准备好了，下一步提交到屏幕显示。
2. 可编程着色器
从管线的流程我们知道，其中的顶点着色器和片元着色器这两个流程是可以编程定制的。
• 顶点着色器
通过编程确定我们绘制的区域，片元（姑且叫绘制区域）就是通过描述的顶点来计算生成的。
• 片元着色器
为我们绘制的区域进行颜色或图像填充（描述不太专业但是好理解）。
上面简单介绍顶点着色器和片元着色器，下一节会详细介绍，包括写法、编译和链接等。
3. 着色器语言GLSL
既然着色器可以编程定制，那么就需要对应的编写语言来完成，这就是GLSL，它是Opengl ES里用来编写顶点着色器和片元着色器的语言，类似C语言，有变量、函数定义，执行方法是main，下面主要介绍下GLSL用到的类型和几个常用修饰符的含义。
3.1 GLSL数据类型
float bool int 基本数据类型
vec2 包含了2个浮点数的向量
vec3 包含了3个浮点数的向量
vec4 包含了4个浮点数的向量
ivec2 包含了2个整数的向量
ivec3 包含了3个整数的向量
ivec4 包含了4个整数的向量
bvec2 包含了2个布尔数的向量
bvec3 包含了3个布尔数的向量
bvec4 包含了4个布尔数的向量
mat2 2*2维矩阵
mat3 3*3维矩阵
mat4 4*4维矩阵
sampler1D 1D纹理采样器
sampler2D 2D纹理采样器
sampler3D 3D纹理采样器
3.2 变量修饰符
• attribute
由 vertext array 提供的顶点数据，如空间位置，法向量，纹理坐标以及顶点颜色，属性可以理解为针对每一个顶点的输入数据。属性只在顶点着色器中才有，片元着色器中没有属性。OpenGL ES 2.0 规定了所有实现应该支持的最大属性个数不能少于 8 个。
• uniform
Uniforms保存由应用程序传递给着色器的只读常量数据。在顶点着色器中，这些数据通常是变换矩阵，光照参数，颜色等。由 uniform 修饰符修饰的变量属于全局变量，该全局性对顶点着色器与片元着色器均可见，也就是说，这两个着色器如果被连接到同一个应用程序中，它们共享同一份 uniform 全局变量集。因此如果在这两个着色器中都声明了同名的 uniform 变量，要保证这对同名变量完全相同：同名+同类型，因为它们实际是同一个变量。此外，uniform 变量存储在常量存储区，因此限制了uniform 变量的个数，OpenGL ES 2.0 也规定了所有实现应该支持的最大顶点着色器 uniform 变量个数不能少于 128 个，最大的片元着色器 uniform 变量个数不能少于 16 个。
• varying
varying 变量用于存储顶点着色器的输出数据，也存储片元着色器的输入数据。varying 变量会在光栅化处理阶段被线性插值。顶点着色器如果声明了 varying 变量，它必须被传递到片元着色器中才能进一步传递到下一阶段，因此顶点着色器中声明的 varying 变量都应在片元着色器中重新声明为同名同类型的 varying 变量。OpenGL ES 2.0 也规定了所有实现应该支持的最大varying 变量个数不能少于8 个。
• Samplers
一种特殊的 uniform，用于呈现纹理。sampler 可用于顶点着色器和片元着色器。
• const
常量的定义，其和uniform区别是，uniform是全局，外部可以初始化，着色器里不可更改；而const仅仅在着色器里定义的常量而已。
4. Opengl ES坐标
Opengl ES坐标及其转换，网上有很多介绍，但大都是概念性的，对于初学者会看的云里雾里的，这里我们一步一步来，先介绍顶点坐标和纹理坐标。
• 归一化
首先，Opengl ES里坐标范围在[-1, 1]范围，这个叫归一化坐标，通过比率和屏幕坐标进行映射，通俗点讲，通过归一化坐标不会发生越界访问操作。
• 顶点坐标
这是Opengl ES里的坐标系，就是网上很多文章说的世界坐标，它是以中心点为原点，大小在[-1, 1]范围内的点组成。
从上图看出，Opengl ES的坐标原点在中心，坐标都归一化到[-1, 1]，定点坐标到屏幕的显示会经过一系列的变化，然后结合视窗（实际显示的屏幕视口坐标）最终渲染图形或图像到屏幕。
关于视窗坐标后面我们会结合实际的项目进行理解。
• 纹理坐标
这个坐标先理解为贴图到顶点坐标的映射关系的描述，纹理坐标以左下点为原点，向上为Y正轴，向右为X的正轴，也叫做S、T向量。
纹理坐标被归一化到[0, 1]范围，比如800x600（宽x高）的一副图像，如果纹理坐标为(0,0)、(0.0.5)、(0.5,0.5)、(0.5,0)，那么实际渲染的图像区域是从左下角开始往上300像素，往右400像素的区域。
为了避免复杂性，这里我们没有介绍Z轴，后面讲到3D以及坐标转换的时候会介绍，学习需要循序渐进、由易到难，这样才会事半功倍。
上面的介绍足够简单，大家只需要知道有这么个东西即可，下一节我们继续介绍顶点着色器和片元着色器，因为这在Opengl ES2.0是我们绘图用到的，从第三节开始，我们就会以实际项目逐步介绍，因此，这两节大家可以快速浏览，记住概念即可。
为了让初学者理解，很多概念用形象的语言来描述，如有讲解不当之处，欢迎大家指正，谢谢！
本系列文章均为原创，主要总结作者多年在软件行业的一些经验，和大家共同学习、进步，转载请注明出处，谢谢！
来源：CSDN，作者：会说话的小鱼，转载此文目的在于传递更多信息，版权归原作者所有。
原文：https://blog.csdn.net/china0851/article/details/85160367
版权声明：本文为博主原创文章，转载请附上博文链接！
