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着色器
着色器(shader)应用于计算机图形学领域,指一组供计算机图形资源在执行渲染任务时使用的指令.程序员将着色器应用于图形处理(GPU)的可编程流水线,来实现三维应用程序.这样的图形处理器有别于传统的固定流水线处理器,为GPU编程带来更高的灵活性和适应性.
opengl es的着色器有.vsh和.fsh两个文件.这两文件在被编译和链接后就可以产生可执行程序与GPU交互.
有人总结:
.vsh 负责搞定像素位置,填写gl_Position变量,偶尔搞定一下点大小的问题,填写gl_PixelSize.
.fsh 负责搞定像素外观,填写gl_FragColor,偶尔配套填写另外一组变量.
这两文件都是一个像素运行一次的,也可能运行多次.为了"这一像素"而努力计算.下面是简单的示范:
.vsh文件
attribute vec4 a_position; //attribute : 外部传入vsh文件的变量,每帧渲染的可变参数
attribute vec4 a_color;
attribute vec2 a_texCoord;
#ifdef GL_ES
varying lowp vec4 v_fragmentColor; //varying : 用于vsh和fsh之间相互传递的参数
varying mediump vec2 v_texCoord;
#else
varying vec4 v_fragmentColor;
varying vec2 v_texCoord;
#endif
void main()
{
gl_Position = CC_PMatrix * a_position;
v_fragmentColor = a_color;
v_texCoord = a_texCoord;
}
.fsh文件
#ifdef GL_ES
precision mediump float;
#endif
varying vec4 v_fragmentColor; //varying : 注意它与vsh文件中的定义是一致的
varying vec2 v_texCoord;
//uniform float blurRadius; //uniform : 外部传入vsh文件的变量,变化率较低,可能只是个常量
void main(void)
{
vec4 col = texture2D(CC_Texture0,v_texCoord);
gl_FragColor = vec4(col) * v_fragmentColor;
}
如果对上面两个文件定义不了解,建议先去了解下GLSL.下面只作简单的介绍.
基本类型:
void – 用于没有返回值的函式
bool – 条件类型，其值可以是真或假
int – 带负号整数
float – 浮点数
vec2 – 2 个浮点数组成的向量
vec3 – 3 个浮点数组成的向量
vec4 – 4 个浮点数组成的向量
bvec2 – 2 个布林组成的向量
bvec3 – 3 个布林组成的向量
bvec4 – 4 个布林组成的向量
ivec2 – 2 个整数组成的向量
ivec3 – 3 个整数组成的向量
ivec4 – 4 个整数组成的向量
mat2 – 浮点数的 2X2 矩阵
mat2x3 – 浮点数的 2X3 矩阵
mat2x4 – 浮点数的 2X4 矩阵
mat3 – 浮点数的 3X3 矩阵
mat3x2 – 浮点数的 3X2 矩阵
mat3x4 – 浮点数的 3X4 矩阵
mat4 – 浮点数的 4X4 矩阵
mat4x2 – 浮点数的 4X2 矩阵
mat4x3 – 浮点数的 4X3 矩阵
sampler1D – 用来存取一维纹理的句柄（handle）（或：操作，作名词解。）
sampler2D – 用来存取二维纹理的句柄
sampler3D – 用来存取三维纹理的句柄
samplerCube – 用来存取立方映射纹理的句柄
sampler1Dshadow – 用来存取一维深度纹理的句柄
sampler2Dshadow – 用来存取二维深度纹理的句柄
修饰符:
const - 常量值必须在声明时初始化
attribute - 表示只读的顶点数据,只用在顶点着色器中.数据来自当前的顶点状态或者顶点数组.它必须是全局范围声明的,不能在函数内部.
uniform - 一致变量.在着色器执行期间一致变量的值是不变的.与const常量不同的是,这个值在编译时期是未知的是由着色器外部初始化的.一致变量在顶点着色器和片段着色器之间是共享的.它也只能在全局范围进行声明.
varying - 顶点着色器的输出.例如颜色或者纹理坐标,作为片段着色器的只读输入数据.必须是全局范围声明的全局变量.可以是浮点数类型的标量,向量,矩阵.不能是数组或者结构体.
centorid varying - 在没有多重采样的情况下,与varying是一样的意思.在多重采样时,centorid varying在光栅化的图形内部进行求值而不是在片段中心的固定位置求值.
in - 用在函数的参数中,表示这个参数是输入的,在函数中改变这个值,并不会影响对调用的函数产生副作用.这个是函数参数默认的修饰符.
out - 用在函数的参数中,表示这个参数是输出参数,值是会改变的.
inout - 用在函数的参数,表示这个参数既是输入参数也是输出参数.
内置变量:
顶点着色器内置变量:
gl_Color - 输入属性,表示顶点的主颜色
gl_SecondaryColor - 输入属性,表示顶点的辅助颜色
gl_normal - 输入属性,表示顶点的法线值
gl_Vertex - 输入属性,表示物体空间的顶点位置
gl_MultiTexCoordn - 输入属性,表示顶点的第n个纹理的坐标
gl_FogCoord - 输入属性,表示顶点的雾坐标
gl_Position - 输入属性,变换后的顶点的位置,用于后面的固定的裁剪等操作.所有的顶点着色器都必须写这个值.
gl_ClipVertex - 输出坐标,用于用户裁剪平面的裁剪
gl_PositionSize - 点的大小
glFrontColor - 正面的主颜色的varying输出
gl_BackColor - 背面主颜色的varying输出
gl_FrontSecondaryColor - 下面辅助颜色的varying输出
gl_BackSecondaryColor - 背面辅助颜色的varying输出
gl_TexCoord[] - 纹理坐标的数组varying输出
gl_FogFragCoord - 雾坐标的varying输出
片段着色器内置变量:
gl_Color - 包含主颜色的插值只读输入
gl_SecondaryColor - 包含辅助颜色的插值只读输入
gl_TexCoord[] - 包含纹理坐标数组的插值只读输入
gl_FogFragCoord - 包含雾坐标的插值只读输入
gl_FragCoord - 只读输入,窗口的x,y和1/w
gl_FrontFacing - 只读输入,如果是窗口正面图元的一部分,则这个值为true
gl_PointCoord - 点精灵的二维空间坐标范围在(0,0)到(1,1)之间,公用于点图元和点精灵开启的情况下.
gl_FragData[] - 使用glDrawBuffers输出的数据数组,不能与gl_FragColor结合使用.
gl_FragColor - 输出的颜色用于随后的像素操作
gl_FragDepth - 输出的尝试用于随后的像素操作,如果这个值没有被写,则使用固定功能管线的深度值代替
shader的使用流程
1 创建着色器对象
glCreateShader
2 着色器对象关联着色器代码
glShaderSource
3 把着色器源代码编译成目标代码
glCompileShader
4 验证着色器是否已经变异通过
glGetShaderiv glGetShaderInfoLog
5 创建一个着色器程序
glCreatePragram
6 把着色器链接到着色器程序中
glAttachShader
7 链接着色器程序
glLinkProgram
8 验证着色器程序是否链接成功
glGetProgramiv glGetProgramInfoLog
9 使用着色器程序进行定点或片段处理
gluseProgram
cocos2dx使用shader
下面是简单的示例: auto sprite = Sprite::create("afei.png"); sprite->setPosition(vec2(300,400)); fNode->addChild(sprite); auto program = GLProgram::createWithFilenames("afei.vsh","afei.fsh"); program->bindAttribLocation(GLProgram::ATTRIBUTE_NAME_POSITION,GLProgram::VERTEX_ATTRIB_POSITION); program->bindAttribLocation(GLProgram::ATTRIBUTE_NAME_COLOR,GLProgram::VERTEX_ATTRIB_COLOR); program->bindAttribLocation(GLProgram::ATTRIBUTE_NAME_TEX_COORD,GLProgram::VERTEX_ATTRIB_TEX_COORD); program->link(); program->updateUniforms(); sprite->setGLProgram(program);