Android OpenGl（二） Shader

一、Shader

1、什么是Shader，为什么要利用Shder

（1）shader运行在gpu上的小步伐
（2）从前利用固定管线，但缺点是机动度不敷，无法满足复杂需求，为相识决固定管线的缺点，出现了可编程管线，可编程管线允许开发者自界说渲染过程，进步了机动度。
（3）Shader是可编程管线的一部分，用于对各个阶段的自界说，shader可充实利用gpu并行盘算本领，进步渲染速率，Shader可通过编程对gpu机动控制。
2、两种Shader

• Vertex Shader–顶点Shader，用于处理处罚3D多少图形的顶点。
  
• Fragment Shader–片元Shader，用于处理处罚像素颜色和纹理
  

3、Shader的输入与输出

• 吸取顶点数据，输出构造好的三角形
  
• 吸取片元数据，为每个像素设置差别的颜色
  

4、最根本的图形–三角形

• 图形学中，三角形是最根本的图形
  
• 全部复杂图形都是由三角形构成的
  
• 三角形是由顶点和片元构成的
  

二、标准坐标系与屏幕坐标系

1、标准装备坐标系

• 屏幕中心是（0，0）
  
• x，y的范围在[-1,1]之间
  
• 是shader的输出坐标系
  

2、屏幕坐标系

• 屏幕左上角是（0，0）
  
• 屏幕右下角是（width，height）
  
• 屏幕坐标系的单位是像素
  
• OpenGL会自动将标准装备坐标转成屏幕坐标系。
  
  
  
  

3、应用在什么地方？

• 标准装备坐标系是Shader的输出
  
• 屏幕坐标系用于模子的终极表现
  

4、标准装备坐标系到屏幕坐标系

• 先将标准坐标系中的顶点+1
  
• 每个顶点成衣屏幕的宽/高
  
• 也可以通过一个变更矩阵直接完成两步操纵。
  

三、着色器Shader作用及语法

1、GLSL（Graphics Language Shader Language ）根本语法

• 语法类似于C语言
  
• 支持向量、矩阵等数学运算
  

1.   "attribute vec4 vPosition;" +
2.   "void main() { " +
3.   "   gl_Position = vPosition;" +
4.    "}"

复制代码

2、数据的通报

(1)一个opengl步伐包罗了2个shader，一个是vertex shader(用于处理处罚顶点)，一个是Fragment shader（用于处理处罚像素）。
(2)可以将opengl shader比喻成一个芯片，每个芯片都有许多引脚，每个引脚都有唯一的id，比如上图引脚id1，引脚1关联是vertex shader 的vPosition，引脚2 关联的是fragment shader的vColor.
(3)当我们将数据通报给引脚1的时间，会自动通报给vPosition，同理fragment shader 会自动通报给vColor。
(4)怎样将数据传送给引脚（差别范例数据方法差别）：
以vPosition为例：第一步：如图调用opengl提供的api的glGetAttribLocation 来获取到vPosition变量对应的引脚。第二步：拿到引脚ID之后，调用glEnableVertexattribArrray()使得引脚处于开启状态，第三步调用glVertexAttribPointer(ID,…,vertexData)，将准备好的vertex data当做输入参数传入api中，终极传给vPosition。如许vertextShader就可以通过vPosition得到数据。
以vColor为例：由于vColor是uniform范例的变量，它只须要2步，起首是glGetUniformLocation来获取引脚位置，第二步通过glUniform4fv（）将数据通报给内部vColor。

vertex shader 重要有上图几种变量范例，attribute 范例、uniforms范例、Samplers范例变量（一种uniforms的特别范例，重要用于纹理绘制），

3、怎样创建、编译和利用Shader步伐

2.     /**
3.      * 创建shader，加载shader程序
4.      */
5.     private fun loadShader(type: Int, shaderCode: String): Int {
6.         val shader = GLES20.glCreateShader(type)
7.         GLES20.glShaderSource(shader, shaderCode)
8.         GLES20.glCompileShader(shader)
9.         return shader
10.     }
11.    private fun linkProgram(vertexShader: Int, fragmentShader: Int) {
12.         // 创建空的opengl es 程序
13.         program = GLES20.glCreateProgram()
14.         program?.let {
15.             // 将顶点着色器加入程序
16.             GLES20.glAttachShader(it, vertexShader)
17.             // 将片元着色器加入程序
18.             GLES20.glAttachShader(it, fragmentShader)
19.             // 链接到着色器程序
20.             GLES20.glLinkProgram(it)
21.             // 将程序加入到opengl30环境中
22.             GLES20.glUseProgram(it)
23.             val info = GLES20.glGetProgramInfoLog(it)
24.             // 打印链接程序日志
25.             Log.e("wdf", "info==" + info)
26.         }
27.     }

复制代码

利用

1.      // 创建定点着色程序
2.         val vertexShader = loadShader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER, vertexShaderCode)
3.         // 创建片元着色程序
4.         val fragmentShader = loadShader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderCode)
5.        linkProgram(vertexShader, fragmentShader)

复制代码