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摘要

Shaders是OpenGL的基础，本章目的是确保你理解shader语言的下列概念：

• Variables and variable types
• Vector and matrix construction and selection
• Constants
• Structures and arrays
• Operators, control flow, and functions
• Input/output variables, uniforms, uniform blocks, and layout qualifiers
• Preprocessor and directive
• Uniform and interpolator packing
• Precision qualifiers and invariance

1. OpenGL ES Shading Language Basics

本章主要来介绍一个shader到底是由哪些组成的。你可能已经发现，shader语法和C语言很像，如果你理解C语言，你也会很容易理解shader语法。当然，shader语言和C语言还是有一些地方是不太一样的。

2. Shader Version Specification

Shader文件的第一行一般都是版本声明，编译器会根据所声明的版本来检查shader语法是否正确

#version 300 es

如果shader文件没有声明版本，则会认为它使用的是OpenGL ES 2.0的shader版本1.0。为了使版本号相匹配，OpenGL ES 3.0的shader版本直接从1.0跳到了3.0 。

3.Variables and Variable Types

在计算机绘图中，有两个基础类型：向量和矩阵，这两种类型对于OpenGL也是十分重要的。下表列出了shader语言中的数据类型：

分类	类型
标量	float, int, uint, bool
浮点向量	float, vec2, vec3, vec4
整数向量	int, ivec2, ivec3, ivec4
无符号整数向量	uint, uvec2, uvec3, uvec4
布尔向量	bool, bvec2, bvec3, bvec4
矩阵	mat2(or mat2x2), mat2x3, mat2x4, mat3x2, mat3(mat3x3), mat3x4, mat4x2, mat4x3, mat4(mat4x4)

变量声明时必须指定类型，可以在声明时初始化，也可以先声明后初始化。

4.Variable Constructors

Shader语言在类型转换方面有严格的规则，变量只能跟同类型的变量进行操作运算或赋值，不允许隐式类型转换。Shader语言中有很多构造器可以用来进行类型转换，每一个内建变量类型都有一组相关的构造器。下面看几个示例：

float myFloat = 1.0;
float myFloat = 1;    <wrong>
bool myBool = true;
int myInt = 0;
int myInt2 = 0.0;    <wrong>
myFloat = float(myBool);    // Convert from bool -> float
myFloat = float(myInt);    // Convert from int -> float
myBool = bool(myInt);    // Convert from int -> bool

同样，构造器也可以用来转化或初始化向量数据类型。向量构造器的参数传递有两种方法：

• 如果只有一个标量参数，则改制用来设置向量的所有值
• 如果提供了多个标量或者向量参数，则向量的值从左到右按照这些参数值来设置。如果提供了多个标量参数，那么参数的数量至少应该和向量的分量一样多。

vec4 myVec4 = vec4(1.0);    // myVec4 = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0}
vec3 myVec3 = vec3(1.0, 0.0, 0.5);    // myVec3 = {1.0, 0.0, 0.5}
vec3 temp = vec3(myVec3);    // temp = myVec3
vec2 myVec2 = vec2(myVec3);    // myVec2 = {myVec3.x, myVec3.y}
myVec4 = vec4(myVec2, temp);     // myVec4 = {myVec2.x, myVec2.y, temp.x, temp.y}

矩阵的构造很灵活，有一些基本规则：

• 如果只提供了一个标量参数，则该值被放在矩阵的对角线上。
• 矩阵可以由多个向量参数构成。比如，一个mat2可以由两个vec2构成
• 矩阵可以由多个标量参数构成。每个参数代表一个值。

矩阵的构造实际可以比上面说的更灵活，只要分量足够，矩阵可以由任意标量和向量组合构成。
OpenGL ES中的矩阵都是以列优先储存，当构造矩阵时，参数会按照列顺序进行填充。

mat 3 myMat3 = mat3(1.0, 0.0, 0.0,    // first column
                                     0.0, 1.0, 0.0,    // second column
                                     0.0, 0.0, 1.0);    // third column