OpenGL-ES 学习（4）---- Shader对象和程序对

本节概述

在本节中，我们提供创建Shader，并且编译链接到一个程序对象的完整流程，主要内容如下：

• Shader 和程序对象概述
• 创建和编译Shader
• 创建和链接程序对象
• 设置和获取统一变量
• 获取和设置属性
• Shader 编译器和程序二进制代码

想要用Shader 进行渲染，必须创建两个基本的对象：Shader 对象和程序对象；它们之间的关系类似于C语言链接程序和编译器

1. C语言对象将一段源代码生成目标对象
2. C链接程序将对象文件链接为最后的文件

Shader 对象是包含多个Shader 的对象，源代码提供给Shader 对象，Shader 对象被编译为一个目标形式（类似于 obj 文件），编译之后，Shader 对象可以连接到一个程序对象，一个程序对象可以连接多个 Shader 对象，在 OpenGL-ES 中，每个程序对象必须连接到一个Vertex Shader 对象和Fragment Shader.

之后使用Shader 进行渲染，步骤如下：

shader渲染.png

创建和编译Shader

创建和编译Shader使用的 API如下：
glCreateShader (GLenum type)
glDeleteShader(GLuint shader)
说明：创建/删除 vertex shader or fragment shader ，返回新 shader 的handle

glShaderSource (GLuint shader, GLsizei count, const GLchar conststring, const GLint *length)
说明：指定Shader 的src_code 源代码

glCompileShader (GLuint shader)
说明：编译Shader

glGetShaderiv（GLuint shader，GLenum pname，GLint * params)
说明：检查Shader 是否编译成功

glGetShaderInfoLog(GLuint shader，GLsizei maxLength，GLsizei *length，GLchar *infoLog)
说明：获取编译Shader 的log 信息

链接程序对象

链接程序对象使用的 API 如下：

API	说明
glCreateProgram()	创建程序对象
glDeleteProgram()	删除程序对象
glAttachShader()	Shader 对象连接到程序对象
glDetachShader()	Shader 对象从程序对象分离
glLinkPrigram()	链接程序对象
glGetProgramiv	查询Shader 链接信息
glGetProgramInfoLog	获取程序信息日志

绘制一个最简单的三角形

绘制一个基本三角形，示例输入顶点坐标和颜色坐标如下：

    //R G B A
    GLfloat color[4] = { 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f };
    // 3 vertices, with (x,y,z) per-vertex
    GLfloat vertexPos[3 * 3] =
    {
        1.0f,  0.0f, 0.0f, // v0
        0.0f, 1.0f, 0.0f, // v1
        0.0f, 0.0f, 1.0f  // v2
    };

vertexPos数组表示的是三个顶点的三维坐标，OpenGL-ES 中使用的坐标系如下图所示：

Vertex 坐标.png openGL-坐标.png

最终显示效果：

最终效果png.png

示例代码

#include "esUtil.h"

typedef struct
{
    GLuint programObject;
} UserData;

static int Init(ESContext *esContext)
{
    UserData *userData = esContext->userData;
    const char vShaderStr[] =
        "#version 300 es                            \n"
        "layout(location = 0) in vec4 a_position;   \n"
        "layout(location = 1) in vec4 a_color;      \n"
        "out vec4 v_color;                          \n"
        "void main()                                \n"
        "{                                          \n"
        "    v_color = a_color;                     \n"
        "    gl_Position = a_position;              \n"
        "}";

    const char fShaderStr[] =
        "#version 300 es            \n"
        "precision mediump float;   \n"
        "in vec4 v_color;           \n"
        "out vec4 o_fragColor;      \n"
        "void main()                \n"
        "{                          \n"
        "    o_fragColor = v_color; \n"
        "}";

    GLuint programObject;

    // Create the program object
    programObject = esLoadProgram(vShaderStr, fShaderStr);

    if (programObject == 0) {
        return GL_FALSE;
    }

    // Store the program object
    userData->programObject = programObject;

    // R G B A
    glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.5f);
    return GL_TRUE;
}

static void Shutdown(ESContext *esContext)
{
    UserData *userData = esContext->userData;
    glDeleteProgram(userData->programObject);
}


static void Draw(ESContext *esContext)
{
    UserData *userData = esContext->userData;
    //R G B A
    GLfloat color[4] = { 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f };
    // 3 vertices, with (x,y,z) per-vertex
    GLfloat vertexPos[3 * 3] =
    {
        1.0f,  0.0f, 0.0f, // v0
        0.0f, 1.0f, 0.0f, // v1
        0.0f, 0.0f, 1.0f  // v2
    };

    glViewport(0, 0, esContext->width, esContext->height);

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glUseProgram(userData->programObject);

    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vertexPos);
    glEnableVertexAttribArray(0);
    glVertexAttrib4fv(1, color);

    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
    glDisableVertexAttribArray(0);
}

// 必须 注册 draw 函数和 shutdown 函数
int esMain(ESContext *esContext)
{
    esContext->userData = malloc(sizeof(UserData));

    esCreateWindow(esContext, "gl_basic demo", 320, 240, ES_WINDOW_RGB);
    if (!Init(esContext))
    {
        return GL_FALSE;
    }

    esRegisterShutdownFunc(esContext, Shutdown);
    esRegisterDrawFunc(esContext, Draw);

    return GL_TRUE;
}