本文主要是介绍OpenGL ES 2.0 笔记 - 着色语言基础，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
着色语言基础
- 标量
其值只有大小,并不具有方向. - 向量
vec2 包含两个浮点数的向量
ivec2 包含两个整数的向量
bvec2 包含两个布尔数的向量
访问向量
- 语法:<向量名>.<分量名>
eg:将一个向量看作颜色是,可以使用r,g,b,a 4个分量名,分别表示红,绿,蓝,透明度.
aColor.r=0.6;
aColor.g=0.8;
eg2:将一个向量看作位置时,可以使用x,y,z,w等4个分量名,其分别代表X轴,Y轴,Z轴,向量的模等4个分量.
aPosition.x=67.2;
aPosition.z=48.3;
eg3:将一个向量看作纹理坐标时,可以使用s,t,p,q等4个分量名
aTexCoor.s=0.65;
aTexCoor.t=0.34; - 数组法
eg: aColor[0]=0.6; //给向量aColor的红色通道分量赋值
eg2: aPosition[2]=48.3; //给向量aPosition的Z轴分量赋值
eg3: aTexCoor[1]=0.34; //给向量aTexCoor的t分量赋值
矩阵
| 矩阵类型 | 说明 |
|---|---|
| mat2 | 2x2的浮点数矩阵 |
| mat3 | 3x3的浮点数矩阵 |
| mat4 | 4x4的浮点数矩阵 |
采样器
| 采样器类型 | 说明 | 采样器类型 | 说明 |
|---|---|---|---|
| sampler2D | 用于访问二维纹理 | sampleCube | 用于访问立方贴图纹理 |
| sampler3D | 用于访问三维纹理 |
结构体
struct info { //声明一个结构体infovec3 color; //颜色成员vec3 position; //位置成员vec2 textureCoor; //纹理坐标成员
}void main() {info CubeInfo; //声明一个info类型的变量
}数组
vec3 position[20]; //声明了一个包含20个vec3的数组,索引从0开始
vec3 position2[]; //声明了一个大小不定的vec3型数组.
vec3 position2[5]; //再次声明position2数组,并且指定大小.
//提示 再次声明数组,指定大小之后,就不能再进行声明了.声明﹑作用域及初始化
int a,b; //声明了全局变量a及b
vec3 aPosition=vec3(1.0, 2.0, 3.3); //声明了全局变量aPosition并赋值
void myFunction()
{int c=14; //声明了局部变量c并赋值a=4; //给全局变量a赋值b=a*c; //给全局变量b赋值
}变量初始化的规则
int a=2,b=3,c; //声明了int型的变量a,b和c,同时给a,b变量赋值
//用const限定符修饰的变量必须在声明的时候进行初始化.
const float k=1.0; //在声明的时候初始化
//属性变量,一致变量以及易变变量在声明的时候一定不能进行初始化.
attribute float angleSpan; //不可对属性变量进行初始化
uniform int k; //不可以对一致变量进行初始化
varying vec3 position; //不可对易变变量进行初始化运算符
//混合选择
vec4 color = vec4(0.7,0.1,0.5,1.0); //声明一个vec4类型的向量color
vec3 temp=color.agb; //相当于拿到一个向量(1.0,0.1,0.5)赋值给temp
vec4 tempL=color.aabb; //相当于拿到一个向量(1.0,1.0,0.5,0.5)赋值给tempL
vec3 tempLL; //声明了一个3维向量tempLL
tempLL.grb=color.aab; //对向量tempLL的3个向量赋值上述代码片段可以看出,一次混合最多只能列出4个分量名称,且一次出现的各
个部分的分量名称必须是来自同一名称组分别为:xyzw,rgba,stpq.
算术运算符
vec3 va=vec3(0.5,0.5,0.5); //声明了一个vec3向量va
vec3 vb=vec3(2.0,1.0,4.0); //声明了一个vec3向量vb
vec3 vc=va*vb; //两个向量执行按分量的乘法,加减与之类似
mat3 ma=mat3(1,2,3,4,5,6,7,8,9); //声明了一个mat3矩阵ma
mat3 mb=mat3(9,8,7,6,5,4,3,2,1); //声明了一个mat3矩阵mb
vec3 vd=va*ma; //执行向量与矩阵的乘法,满足线性代数的定义
mat3 mc=ma*mb; //执行矩阵乘法,满足线性代数的定义类型转换
float f=1.0; //声明一个浮点数f并赋值
bool b=bool(f); //将浮点数转换成布尔类型,该构造函数将非0的数字转为true,0为false;
float f1=float(b); //将布尔值转变成浮点数,true转为1.0,false转为0.0;限定符
| 限定符 | 说明 |
|---|---|
| attribute | 一般用于每个顶点都各不相同的量,如顶点位置,颜色等 |
| uniform | 一般用于对同一组顶点组成的单个3D物体中所有顶点都相同的量,如当前的光源位置 |
| varying | 用于从顶点着色器传递到片元着色器的量 |
| const | 用于声明常量 |
uniform mat4 uMVPMatrix; //声明一个用uniform修饰的mat4类型矩阵
attribute vec3 aPosition; //声明一个用attribute修饰的vec3类型的向量
varing vec4 aaColor; //声明一个用varying修饰的vec4类型的向量
const int lightsCount = 4; //声明一个用const修饰的int类型的变量
/*特别说明:使用attribute,uniform,varying限定符修饰的变量必须是全局变量*/- attribute限定符
其修饰的变量用来接收渲染管线传递进顶点着色器的当前待处理顶点的各种属性值.
用attribute限定符修饰的变量,其值是由宿主程序批量传入渲染管线的,管线进行基本处
理后再传递给顶点着色器.数据中有多少个顶点,管线就调用多少次顶点着色器.
attribute只能用于顶点着色器中.且attribute只能修饰浮点数标量,浮点数向量以及矩阵变量.
attribute vec3 aPosition; //顶点位置
attribute vec3 aNormal; //顶点法向量
前面提过的,对于attribute修饰的变量其值是由宿主程序批量传入渲染管线.
int maPositionHandle; //声明顶点位置属性引用
maPositionHandle = GLES20.glGetAttribLocation( //获取顶点位置属性引用的值
mProgram, //采用的着色器程序id
"aPosition", //着色器中对应的属性变量名称
);
GLES20.glVertexAttribPointer( //将顶点位置数据传送进渲染管线
maPositionHandle, //顶点位置属性引用
3, //每顶点一组的数据个数(这里是X,Y,Z坐标因此为3)
GLES20.GL_FLOAT, //数据类型
false, //是否规格化
3 * 4, //每组数据的尺寸,这里每组3个浮点数值(X,Y,Z坐标)
//每组浮点数4个字节,共3*4=12个字节
mVertexBuffer //存放了数据的缓冲
);
GLES20.glEnableVertexAttribArray(maPositionHandle); //启用顶点位置数据
传送属性变量的值之前,搜西安需要按照顶点的次序依次将与此属性变量对应的值送入缓冲.
float vertices[] = new float[] { //首先将顶点此项属性数据依次放入数组,这里是顶点坐标
-4*UNIT_SIZE,0,0, //第一个顶点的X,Y,Z坐标值
0, -4*UNIT_SIZE, 0, //第二个顶点的X,Y,Z坐标轴
-4*UNIT_SIZE, 0, 0 //第三个顶点的X,Y,Z坐标轴
};
ByteBuffer vbb = ByteBuffer.allocateDirect(vertices.length * 4); //开辟对应容量的缓冲
vbb.order(ByteOrder.nativeOrder()); //设置字节顺序为本地操作系统顺序
mVertexBuffer = vbb.asFloatBuffer(); //浮点(Float)型缓冲
mVertexBuffer.put(vertices); //将数组中的顶点数据送入缓冲
mVertexBuffer.position(0); //设置缓冲起始位置- uniform限定符
一致变量指的是对于同一组顶点组成的单个3D物体中所有顶点都相同的量.一致变量的值是从宿主程序传入的.
uniform mat4 uMVPMatrix; //总变换矩阵
uniform mat4 uMMatrix; //变换矩阵
uniform vec3 uLightLocation; //光源位置
uniform vec3 uCamera; //摄像机位置将一致变量的值从宿主程序传染渲染管线的相关代码
int muMVPMatrixHandle; //总变换矩阵一致变量引用
//获取着色器程序中总变换矩阵一致变量的引用
muMVPMatrixHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uMVPMatrix");
//通过一致变量引用将一致变量值传入渲染管线
GLES20.glUniformMatrix4fv(muMVPMatrixHandle, 1, false, Triangle.getFinalMatrix(mMMatrix), 0);注意:一致变量类型的不同,传入渲染管线方法也不同
1. glUniform[N]f / glUniform[N]fv 方法,将N个浮点数传入管线,由N个浮点数组成的一致变量.N的取值为1,2,3或4.
2. glUniform[N]i / glUniform[N]iv 方法,将N个整数传入管线,由N个整数组成的一致变量,取值范围[1~4].
3. glUniformMatrix[N]fv 方法,将N x N的矩阵传入管线,N的取值[2~4].
- varing限定符
要想将顶点着色器中的信息传入到片元着色器中,则必须使用varying限定符.用varying限定符修饰的全局变量又称为易变变量,
易变变量可以看成是顶点着色器以及片元着色器之间的动态接口,方便顶点着色器与片元着色器之间信息传递.
顶点着色器在每个顶点中对易变变量vPosition进行了赋值.片元着色器中接受易变变量vPosition的值是根据片元所在的位置及
图元中各个顶点的位置进行插值计算产生的值.
从上述介绍,光栅化后产生了多少个片元,就会插值计算出多少套易变变量.同时渲染管线就会调用多少次片元着色器.
varying vec4 ambient; //环境光易变变量
varying vec4 diffuse; //散射光易变变量
varying vec4 specular; //镜面反射光易变变量- const 限定符
不可以变的,也就是常量,编译时常量在声明的时候必须进行初始化.
const int tempx=1;
流程控制
- if-else 条件语句
注意:if(<表达式>)表达式的返回值必须是布尔类型的标量.
函数的声明与使用
<返回类型> 函数名称 ([<参数序列>]){/函数体/}
片元着色器中浮点变量精度的指定
片元着色器使用浮点相关类型的变量与顶点着色器中有所不同,否则引起编译错误.
lowp float color; //指定名称为color的float型变量精度为lowp
varying mediump vec2 Coord; //指定名称为Coord的vec2型变量精度为mediump
highp mat4 m; //指定名称为m的mat4型变量进度为highp在开发中同一个片元着色器中浮点相关类型的变量都选用同一种精度
precision <精度> <类型>;- 精度可以选择lowp,mediump及highp之一.
- 类型一般为float,不单表示为浮点标量类型float指定精度,还表示对浮点类型相关的向量,矩阵也指定了精度.
- 因此一般开发片元着色器的第一句
precision mediump float;
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