Cocos2D-X shader(三) Shader and Program编程基本概念

一、本文关注的问题：

• Shader and program 对象介绍
•创建并编译一个Shader对象
• 创建并链接一个Program对象
• 获取并设置uniforms
• 获取并设置attributes

在OpenGL ES中，每个program对象有且仅有一个Vertex Shader对象和一个Fragment Shader对象连接到它。

Shader：类似于C编译器

Program：类似于C链接器

glLinkProgram操作产生最后的可执行程序，它包含最后可以在硬件上执行的硬件指令。

二、Shader和Program编程概述

1. 创建Shader
1）编写Vertex Shader和Fragment Shader源码。

2）创建两个shader 实例：gluint glCreateShader(GLenum type);

3）给Shader实例指定源码。 glShaderSource

4）在线编译shaer源码 void glCompileShader(gluint shader)

2. 创建Program

1）创建program gluint glCreateProgram(void)

2）绑定shader到program 。 void glAttachShader(gluint program,gluint shader)。每个program必须绑定一个Vertex Shader 和一个Fragment Shader。

3）链接program 。 void glLinkProgram(gluint program)

4）使用porgram 。 void gluseProgram(gluint program)

对于使用独立shader编译器编译的二进制shader代码，可使用glShaderBinary来加载到一个shader实例中。

三、Shading Language中的数据类型与变量
1. Uniforms and Attributes

Uniforms 是一个program 中统一分配的，vertext 和fragment中同名的Uniform必须同类型。对应于不经常变化的变量（用于存储只读常量值的变量）。

Attributes 变化率高的变量。主要用来定义输入的每个点属性。

Uniforms and Attributes 在shader中通过location 和 name 来对应的。

2. 数据类型

1）三类基本数据类型：float,int,boolean

2）复合类型：浮点、整型、布尔向量 vec2,vec3,vec4。vector访问方式有以下两种：

（1）.操作：数学{x,y,z,w},颜色{r,g,b,a}或 纹理坐标{s,t,r,q}，但不能混用，举例如下：

vec3 myVec3 = vec3(0.0,1.0,2.0); // myVec3 = {0.0,2.0}
vec3 temp;
temp = myVec3.xyz; // temp = {0.0,2.0}
temp = myVec3.xxx; // temp = {0.0,0.0,0.0}
temp = myVec3.zyx; // temp = {2.0,0.0}

（2）[ ]操作：[0]对应x，[1]对应y，[2]对应z，[3]对应w。[ ]中只能为常量或uniform变量，不能为整数量变量（如：i，j，k）。

3）矩阵：mat2,mat3,mat4 （按列顺序存储）

mat3 myMat3 = mat3(1.0,// 第一列
0.0,// 第二列
0.5,1.0); // 第三列

可用[ ]或.操作符来访问：

mat4 myMat4 = mat4(1.0);// Initialize diagonal to 1.0 (identity)
vec4 col0 = myMat4[0];// Get col0 vector out of the matrix
float m1_1 = myMat4[1][1];// Get element at [1][1] in matrix
float m2_2 = myMat4[2].z; // Get element at [2][2] in matrix

4）常量

const float zero = 0.0;
const float pi = 3.14159;
const vec4 red = vec4(1.0,1.0);
const mat4 identity = mat4(1.0);

5）结构体： 用基本类型和复合类型构建结构体。

struct fogStruct
{
vec4 color;
float start;
float end;
} fogVar;
fogVar = fogStruct(vec4(0.0,0.0),// color
0.5,// start
2.0); // end
vec4 color = fogVar.color;
float start = fogVar.start;
float end = fogVar.end;

6）数组：类似于C语言，索引从0开始。在创建时不能被初始化，索引只能为常量或uniform变量。

float floatArray[4];
vec4 vecArray[2];

7）操作

支持的操作有：*,/,+,-,++,--,=,+=,-=,*=,/=,==,!=,<,>,<=,>=,&&,^^,||

前面矩阵的行数就是结果矩阵的行数，后面矩阵的列数就是结果矩阵的列数。

8）自定义函数：