在文件里写着色器代码

2023-08-19 19:16 作者:西村啪啪二 0人读过 | 我要投稿

我们开始着手写着色器的代码，首先定义一个创建着色器的函数，把它标记为静态，因为我们不希望它渗入到别的C++文件里，在这个函数里写下我们要给OpenGL提供的源代码，这个函数需要的参数就是我们要写的着色器，我们需要把着色器以字符串的模式写好然后传递进来。

这里定义一个CompileShader()函数将字符串形式的着色器代码进行编译，并对错误进行处理。

通过使用glAttachShader将着色器附加到程序，使用glCompileShader编译着色器，以及使用glLinkProgram链接程序，在程序中创建一个或多个可执行文件。当调用glUseProgram时，这些可执行文件成为当前状态的一部分。最后可以通过调用glDeleteProgram来删除程序。当程序不再是任何上下文的当前呈现状态的一部分时，与程序相关联的内存将被删除。

glCreateProgram

我们一般把着色器附加到这个程序上。它还提供了一种方法来检查将用于创建程序的着色器的兼容性(例如，检查顶点着色器和片段着色器之间的兼容性)，当着色器不再需要作为程序的一部分时，可以分离着色器。

和缓冲区和纹理对象一样，程序的命名空间可以在一组上下文中共享，只要上下文的服务器端共享相同的地址空间即可。如果程序的命名空间是跨上下文共享的，则任何附加的对象以及与这些附加的对象相关联的数据也会共享。

当从不同的执行线程访问对象时，应用程序负责提供跨API调用的同步。

如果创建程序对象时出错，该函数返回0。

glCreateShader

shader对象用于维护定义着色器的源代码字符串。

像缓冲区和纹理对象一样，着色器对象的名称空间可以跨一组上下文共享，只要上下文的服务器端共享相同的地址空间。如果名称空间跨上下文共享，则任何附加的对象以及与这些附加的对象相关联的数据也会共享。

当从不同的执行线程访问对象时，应用程序负责提供跨API调用的同步。

GL_COMPUTE_SHADER仅在GL版本为4.3或更高版本时可用。

如果创建shader对象时出错，此函数返回0。

如果shaderType不是可接受的值，则生成GL_INVALID_ENUM。

glShaderSource

先前存储在着色器对象中的源代码被完全替换。数组中的字符串数量由count指定。如果length为NULL，则假定每个字符串都以NULL结尾。如果length是NULL以外的值，则它指向一个数组，该数组包含string的每个对应元素的字符串长度。length数组中的每个元素可以包含相应字符串的长度(空字符不作为字符串长度的一部分计算)或一个小于0的值，以指示字符串以空字符结束。此时不会扫描或分析源代码字符串；它们只是被复制到指定的着色器对象中。

当调用glShaderSource时，OpenGL复制着色器源代码字符串，因此应用程序可以在函数返回后立即释放其源代码字符串副本。

glCompileShader

该函数将编译我们传递给他的字符串形式的着色器源代码，已存储在Shader指定的shader对象中的源代码字符串。编译状态将存储为着色器对象状态的一部分。如果着色器编译无误并可供使用，该值将设置为GL_TRUE，否则设置为GL_FALSE。可以通过使用参数Shader和GL_COMPILE_STATUS调用glGetShader来查询。由于OpenGL着色语言规范中规定的许多原因，着色器的编译可能会失败。无论编译是否成功，都可以通过调用glGetShaderInfoLog从shader对象的信息日志中获取有关编译的信息。

glGetShaderiv

第二个参数：

GL_SHADER_TYPE：返回着色器类型，如果指定的着色器是顶点着色器对象，则params返回GL_VERTEX_SHADER，如果是几何着色器对象，则返回GL_GEOMETRY_SHADER如果是片段着色器对象，则返回GL_FRAGMENT_SHADER。
GL_DELETE_STATUS：判断着色器是否被删除，是，params返回GL_TRUE，否则返回GL_FALSE。
GL_COMPILE_STATUS：判断编译状态，如果着色器最后一次编译成功，params返回GL_TRUE，否则返回GL_FALSE。
GL_INFO_LOG_LENGTH：params返回着色器信息日志中的字符数，包括空终止字符(即存储信息日志所需的字符缓冲区的大小)。如果着色器没有信息日志，则返回值0。
GL_SHADER_SOURCE_LENGTH：params返回着色器源码字符串的长度，包括空终止字符。(即存储着色器源码所需的字符缓冲区的大小)。如果不存在源代码，则返回0。

错误：

GL_INVALID_ENUM： pname不是一个可接受的值（只允许上面这些参数）。

GL_INVALID_VALUE：着色器不是由OpenGL生成的值。

GL_INVALID_OPERATION：shader不是一个着色器对象

`_`malloca

_malloca 返回一个void *，该指针能用于存储任何类型的对象，并且只有强制类型转换后才可以正常取值，可以通过等于0或者NULL来初始化。

void*类型的指针可以理解为一个过渡型的指针状态，必须要赋予类型（强制类型转换）才能正常使用，void*可以转化成其他类型，但其他类型不能转化成void*。任何类型的指针都可以直接赋值给void *型指针，无需进行强制类型转换，相当于void *包含了其他类型的指针。

glGetShaderInfoLog

将shader的信息日志储存在InfoLog中，最多可达maxLength个字符，实际返回length字符数(不包括空终止字符)。如果不需要返回字符串的长度，可以把length设置为NULL。这里的maxLength和length一般通过调用glGetShaderiv(shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &length);获得。

着色器对象的信息日志是OpenGL实现者传达编译过程信息的主要机制。

错误：

如果 shader 参数不是 OpenGL 生成的，那么生成 GL_INVALID_VALUE 错误。

如果 shader 参数不是一个 shader 对象，那么省 GL_INVALID_OPERATION 错误。

如果 maxLength 小于0，那么生成 GL_INVALID_VALUE 错误。

glDeleteShader

该函数释放内存并使shader对象的名称无效。此命令有效地撤消了调用glCreateShader的效果。如果要删除的着色器对象被附加到程序对象，则它将被标记为删除，但如果在任何渲染的上下文中附加了某个着色器，这个着色器必须先分离，才能被删除，若要确定某个着色器对象是否已标记为删除，可以使用glGetShader(shader, GL_DELETE_STATUS, *params)。

错误：

如果着色器不是由OpenGL生成的值，则生成GL_INVALID_VALUE。

glAttachShader

允许在程序上附加多个相同类型的着色器，也允许将一个着色器附加到多个程序。调用glDetachShader可以将着色器从附加的程序分离。

如果程序或着色器不是由OpenGL生成的值，则生成GL_INVALID_VALUE。

如果程序不是指定的程序对象，则生成GL_INVALID_OPERATION。

如果着色器不是指定的着色器对象，则生成GL_INVALID_OPERATION。

如果着色器已经附加到程序，则生成GL_INVALID_OPERATION。

glDetachShader

如果着色器已通过调用glDeleteShader被标记为删除，且未附加到任何其他程序对象，那么在它被分离后就会被删除。

错误：

如果程序或着色器的值不是由OpenGL生成的，则生成GL_INVALID_VALUE。

如果程序不是程序对象，则生成GL_INVALID_OPERATION。

如果shader不是shader对象，则生成GL_INVALID_OPERATION。

如果着色器未附加到程序，将生成GL_INVALID_OPERATION。

glLinkProgram

根据附加到程序的着色器类型，比如GL_VERTEX_SHADER、GL_GEOMETRY_SHADER和GL_FRAGMENT_SHADER类型的着色器，它们会被用于创建可执行文件。

可以通过调用带参数program和GL_LINK_STATUS的glGetProgram()函数来查询链接操作的状态，如果程序被正确链接并且可以使用，则该值将被设置为GL_TRUE，否则将被设置为GL_FALSE。

成功链接之后，属于程序的uniform变量将被初始化为0，并分配一个位置，该位置可以通过调用glGetUniformLocation来查询，所有未绑定到顶点属性索引的属性变量此时都将绑定一个索引。

glValidateProgram

检查程序中包含的可执行文件是否可以在当前OpenGL状态下执行。验证过程产生的信息将存储在程序的信息日志中。验证信息可以由空字符串组成，或者它可以是包含关于当前程序对象如何与当前OpenGL状态的其余部分交互的信息的字符串。这为OpenGL实现者提供了一种方式来传达关于为什么当前程序是低效的、次优的、无法执行的等等的更多信息。

验证操作的状态将作为程序对象状态的一部分存储。如果验证成功，该值将被设置为GL_TRUE，否则将被设置为GL_FALSE。可以通过调用带参数Program和GL_VALIDATE_STATUS的glGetProgram来查询。如果验证成功，程序在给定的当前状态下执行。否则，程序不会执行。

该功能通常仅在应用程序开发期间有用。信息日志中存储的信息字符串完全依赖于实现；因此，程序在不同的OpenGL实现下会产生不同的信息字符串。

我们分别以字符串形式写下顶点着色器和片段着色器，着色器是使用一种叫GLSL的语言写的，这里的vec4表示包含4个float分量的向量，position是变量名，着色器只通过输入和输出来进行数据的交流和传递，所以GLSL定义了in和out关键字来专门实现这个目的，GLSL还提供一个额外的layout标识，这可以让顶点着色器从顶点数据中直接接收输入，我们使用location这一元数据指定输入变量，它和CPU上的顶点属性相匹配。

我们可以做一些操作，创建新的文件夹res->shaders，创建一个命名为Basic.shader的文件，将字符串中的代码移到这里

然后写一个函数ParseShader()将两个着色器存到string数组ss中并返回，注意这里函数返回多个值的方法

最后，我们通过指定路径拿到写好的字符串源码，然后创建着色器，用glUseProgram来启动着色器，在程序结束前记得调用glDeleteProgram来删除我们的程序以释放内存。

此时点击本地Windows调试器，将会看到我们着色器开始工作，在窗口中显示一个红色的三角形，并且在输出窗口可以看到我们的调试代码，输出了着色器的字符串源码

glUseProgram

如果程序对象包含一个或多个已成功编译和链接的GL_VERTEX_SHADER类型的着色器对象，则该程序对象将包含在顶点处理器上运行的可执行文件。

如果程序对象包含一个或多个GL_GEOMETRY_SHADER类型的着色器对象，并且这些着色器对象已被成功编译和链接，则该程序对象将包含在几何处理器上运行的可执行文件。

如果程序对象包含一个或多个GL_FRAGMENT_SHADER类型的着色器对象，并且这些着色器对象已被成功编译和链接，则该程序对象将包含可在片段处理器上运行的可执行文件。

当程序对象正在使用时，应用程序可以自由地修改、编译、附加、分离或删除附加的着色器对象。这些操作都不会影响作为当前状态一部分的可执行文件。重新链接当前正在使用的程序对象时，如果链接成功，就会将该程序对象安装为当前渲染状态的一部分(参见glLinkProgram)；如果失败，其链接状态将被设置为GL_FALSE，但可执行文件和相关状态会保留为当前状态的一部分，直到后续调用glUseProgram时才将其移除，移除后，在重新链接成功之前，它不会成为当前状态的一部分。

如果program为零，则表示当前渲染状态引用无效的program对象，并且着色器执行的结果是未定义的。但是，这不是错误。

如果程序不包含GL_FRAGMENT_SHADER类型的着色器对象，可执行文件会安装在顶点处理器上，或者在几何处理器上，但片段着色器执行的结果将是未定义的。

错误：

如果program既不是0也不是OpenGL生成的值，则生成GL_INVALID_VALUE。