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OpenGL入门第二课--常用的固定存储着色器

     在说存储着色器的种类之前,我们先来大致看一下OpenGL的基本渲染架构,这样有助于我们对整个渲染流程的理解。

OpenGL的渲染架构

    在上一篇名称解释中我们说到在OpenGL下渲染图形,就会经历一个个节点.而这样的操作可以理解为管线.下面我们用一张简易架构图看看OpenGL图形渲染在这个所谓的管线中到底是怎么经历一个个节点的。


                                                   图:OpenGL 渲染架构图)

      从上图中我们可以看出整个管线分为2个部分,客户端(Client)和服务端(Server)。

      客户端就是我们编写的程序代码以及OpenGL API,这部分代码运行在CPU上。

      服务端是写在设备底层硬件里面的,是真正完成渲染操作的 ,它运行在GPU上,从图中可以看出,服务端主要包括顶点着色器(Vertex Shader)和 片元着色器(Fragment Shader)。首先由顶点着⾊器对传⼊的顶点数据进⾏运算。再通过图元装配,将顶点转换为图元。然后进⾏光栅化,将图元这种⽮量图形,转换为栅格化数据。最后,将栅格化数据传入⽚元着⾊器中进⾏运算。⽚元着⾊器会对栅格化数据中的每⼀个像素进⾏运算,并决定像素的颜⾊和深度值。 

      客户端不断的把数据块和命令块组合在一起输送到缓冲区,然后缓冲区就会发送到服务器执行,如果服务器停止工作等待客户端,或者客户端停止工作来等待服务器做好接受更多的命令和数据的准备,我们把这种情况陈为管线停滞

      客户端和服务端的通信只能只能通过Attributes属性,Uniforms和Texture Data 纹理数据这三种数据类型。而且值得注意的是Attributes 属性只能传给Vertex Shader 顶点着色。

几种常见的固定存储着色器

     固定存储着色器就是早期的OpenGL版本封装的帮助开发者完成图形渲染的程序块,我们常用的有一下几种:

  • 单元着色器 :

      使用场景:绘制默认OpenGL 坐标系(-1,1)下图形. 图形所有片段都会以⼀种颜色填充。

      GLShaderManager::UseStockShader(GLT_SHADER_IDENTITY,GLFloat vColor[4])

    参数1: 存储着⾊器种类-单元着⾊器;  参数2: 颜⾊ 

  • 平面着色器

     使用场景:在绘制图形时, 可以应⽤变换(模型/投影变换). 

    GLShaderManager::UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT,GLFloat mvp[16],GLFloat vColor[4])

    参数1: 存储着⾊器种类-平面着⾊器;参数2:允许变化的4*4矩阵;参数3: 颜⾊

  • 上色着色器:

    使⽤用场景: 在绘制图形时, 可以应用变换(模型/投影变换) ,颜⾊将会平滑地插入到顶点之间 称为平滑着色. 

    GLShaderManager::UseStockShader(GLT_SHADER_SHADER,mvp[16])

    参数1: 存储着⾊器种类-平面着⾊器;参数2:允许变化的4*4矩阵

  • 默认光源着色器:

     使用场景:在绘制图形时, 可以应用变换(模型/投影变换),并且这种着⾊器会使绘制的图形产⽣阴影和光照的效果.  

     GLShaderManager::UseStockShader(GLT_SHADER_DEFAULT_LIGHT,GLFloat mvMatrix[16], GLFloat pMatrix[16], GLFloat vColor[4]) 

    参数1: 存储着⾊器种类-默认光源着⾊器 ;参数2: 模型视图4*4矩阵;参数3: 投影4*4矩阵;参数4: 颜⾊值      

  • 点光源着色器:

     使⽤场景: 在绘制图形时, 可以应⽤变换(模型/投影变换) ,并且这种着⾊器会使绘制的图形产⽣阴影和光照的效果.它与默认光源着⾊器⾮常类似,区别只是光源位置可能是特定的. 

     GLShaderManager::UseStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIEF,GLFloat mvMatrix[16], GLFloat pMatrix[16],GLFloat vLightPos[3], GLFloat vColor[4]) 

      参数1: 存储着⾊器种类-点光源着⾊器 ;参数2: 模型视图4*4矩阵;参数3: 投影4*4矩阵;参数4:点光源位置;参数5: 颜⾊值

  • 纹理替换矩阵着色器:

      使⽤场景: 在绘制图形时, 可以应用变换(模型/投影变换),这种着⾊器通过给定的模型视图投影矩阵.使用纹理单元来进⾏颜⾊填充.其中每个像素点的颜⾊都是从纹理中获取.

      GLShaderManager::UseStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE,GLFloat mvMatrix[16],GLint nTextureUnit) 

       参数1: 存储着⾊器种类-纹理替换矩阵着色器 ;参数2: 模型视图4*4矩阵;参数3:纹理单元;

  • 纹理调整着色器:

     使⽤场景: 在绘制图形时, 可以应用变换(模型/投影变换),这种着⾊器通过给定的模型视图矩阵. 着⾊器将一个基本色乘以一个取自纹理单元nTextureUnit 的纹理.将颜色与纹理进行颜色混合后才填充到片段中.

     GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_MODULATE,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat vColor[4],GLint nTextureUnit); 

     参数1: 存储着⾊器种类-纹理调整着色器;参数2: 模型视图4*4矩阵;参数3:颜色;参数4:纹理单元;

  • 纹理光源着色器:

     使⽤场景: 在绘制图形时, 可以应⽤变换(模型/投影变换)。这种着色器通过给定的模型视图投影矩阵. 着⾊器将⼀个纹理通过漫反射照明计算进⾏调整(相乘).

   GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_POINT_LIGHT_DIEF,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat pMatrix[16],GLfloat vLightPos[3],GLfloat vBaseColor[4],GLint nTextureUnit); 

     参数1: 存储着色器种类-纹理光源着色器;参数2: 模型视图4*4矩阵;参数3: 投影4*4矩阵;参数4: 点光源位置;参数5: 颜⾊值(⼏何图形的基本色) ;参数6: 纹理理单元 


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