OpenGL 渲染结构、投影与着色器

OpenGL渲染结构

基础图形管线

OpenGL渲染架构.jpg

客户机-服务器

客户机存储在CPU存储器中，并且在应用程序中执行，或者在驱动程序中执行。驱动程序将渲染命令与数据组合起来，并发送到服务器执行。实际上，服务器就是图形加速卡上的硬件和内存。

传递渲染数据方法

• 属性（attirbutes）

  顶点数据、投影矩阵、模型矩阵、纹理坐标等

• Uniform值

  变化矩阵，通道，颜色值

• 纹理（TextureData）

  纹理数据，一般都是直接传递给片元处理器（Vertex Shader）

着色器文件类型

• .vsh顶点着色器代码

• .fsh片元着色器代码

投影方式

正投影

通常在2D绘图中使用正投影。在正投影中，所有在这个空间范围内的所有东西都会被显示在屏幕上。

GLFrustum::SetOrthographic(GLfloat xMin,GLfloat xMax,GLfloat yMin,GLfloat yMax,GLFloat zMin,GLfloat zMax);

透视投影

通常在立体绘图中使用透视投影。透视投影会进行透视除法对距离观察者很远的对象进行缩短和收缩。GLFrustum类 通过调用SetPerspective方法为我们构建一个平截头体。

GLFrustum::SetPerspective(float fFov,float fAspect,float fNear,float fFar);

着色器

固定着色器

1. 单元着色器 GLT_SHADER_IDENTITY使用场景：绘制默认笛卡尔坐标系(-1,1)。图形所有片段都会以一种颜色填充。

   GLShaderManager::UseStockShader(GLT_SHADER_IDENTITY,GLfloat vColor[4]);
   

2. 平面着色器 GLT_SHADER_FLAT使用场景：在绘制图形时，可以应用4*4变化矩阵（模型/投影变化）。

   GLShaderManager::UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT,GLfloat mvp[16],GLfloat vColor[4]);
   

3. 上色着色器GLT_SHADER_SHADED使用场景：在绘制图形时，可以应用4*4矩阵变化（模型/投影变化），颜色将会平滑地插入到顶点之间（称为平衡着色）。

   GLShaderManager::UseStockShader(GLT_SHADER_SHADED,GLfloat mvp[16]);
   

4. 默认光源着色器GLT_SHADER_DEFAULT_LIGHT使用场景：在绘制图形时，可以应用4*4矩阵变化（模型/投影变化），将会使绘制的图形产生阴影和光照的效果。需要模型视图矩阵、投影矩阵和作为基本色的颜色值。

   GLShaderManager::UseStockShader(GLT_SHADER_DEFAULT_LIGHT,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat pMatrix[16],GLfloat vColor[4]);
   

5. 点光源着色器GLT_SHADER__LIGHT_DIEF使用场景：在绘制图形时，可以应用4*4矩阵变化（模型/投影变化），将会使绘制的图形产生阴影和光照的效果，区别是光源位置是特定的。

   GLShaderManager::UseStockShader(GLT_SHADER__LIGHT_DIEF,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat pMatrix[16],GLfloat vLightPos[3],GLfloat vColor[4]);
   

6. 纹理替换矩阵着色器GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE使用场景：在绘制图形时，可以应用4*4矩阵变化（模型/投影变化），使用纹理单元来进行颜色填充，其中每个像素点的颜色是从纹理中获取。

   GLShaderManager::UseStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE,GLfloat mvMatrix[16],GLint nTextureUnit);
   

7. 纹理调整着色器GLT_SHADER_TEXTURE_MODULATE这种着色器将一个基本色乘以一个取自纹理单元nTextureUnit的纹理。

   GLShaderManager::UseStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_MODULAT,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat vColor,GLint nTextureUnit);
   

8. 纹理光源着色器GLT_SHADER__TEXTURE_POINT_LIGHT_DIEF这种着色器将一个纹理通过漫反射照明计算进行调整，光线在视觉空间中的位置是给定的。

   GLShaderManager::UseStockShader(GLT_SHADER__TEXTURE_POINT_LIGHT_DIEF,GLfloat mvMatrix,GLfloat pMatrix[16],GLfloat vLightPos[3],GLfloat vBaseColor[4],GLint nTextureUnit);