glsl_info

GLSL教程

入口

只能是main 函数

#注释

//单行注释
/*
多行注释
*/

#变量名

• 只包括 a-z, A-Z, 0-9 和 下划线(_);
• 不能以数字开头
• 不能使用关键字， 保留字
• 不能以gl_、webgl_、_webgl_开头

#类型
强类型语言，赋值操作只能在同类型之间操作。

基本类型

int float bool

集合类型

vec2 vec3 vec4
ivec2 ivec3 ivec4
bvec2 bvec3 bvec4

mat2 mat3 mat4

纹理类型

sampler2D samplerCube

类型转换

3中基本类型可以通过同名内置函数互相转换

运算符

取负

-

四则运算

* / + - ++ –

赋值

= += -= *= /=

比较

> < <= >= == !=

逻辑

! && || “”

条件

condi ? a : b

矢量和矩阵

可以通过类型同名函数构造
矩阵是列主序的

可以使用以下几组分量名来访问矢量的第 1-4个元素
x, y, z, w
r, g, b, a
s, t, p, q
也可以使用[]加索引来访问元素

混合

可以通过分量名同时取矢量的多个分量， 然后按顺序复制给另一矢量。
同时使用的分量名必须是同一集合的。

vec2 v2;
vec3 v3;
v2 = v3.wx;

结构体

struce name {
float a;
vec2 b;
} value1;
通过结构体同名函数， 然后按顺序传入成员参数， 即可构造结构体。
通过点运算符(.)可以访问成员
只支持 = == != 操作符。

数组

只支持一维数组
声明时必须使用整型常量表达式
不可以使用const 修饰
只支持整型常量表达式和uniform变量作为索引
不能在声明时一次性初始化， 只能用索引显式的对每个元素初始化
在以下两种情况下， 数组声明时可以不指定大小。

1. 在引用数组之前， 再次声明同类的指定大小的数组
2. 所有引用数组的索引值都是编译时常量， 编译器会自动给它分配使用到的最大大小

取样器

只能是uniform变量 或者访问纹理的函数的参数
只能通过 gl.uniform1i() 来赋值， 值必须是纹理单元编号

分支与循环

分支

if(){}
elseif(){}
else{}

for

for(初始表达式; 条件表达式; 步进表达式){
循环内容
}
条件表达式可以为空
只允许有一个循环变量
循环表达式只能是 + 或 - 常量表达式
条件表达式必须是循环变量与整形常量的比较
循环变量不可在循环体内被赋值
限制是为了在编译器就可对for循环内联展开， 加快速度

continue, break, discard

continue 跳出本次循环， 执行下次循环
break 结束当前循环， 并不在执行循环
discard 只能在片元着色器使用， 表示放弃当前片元， 直接处理下一个

函数

返回类型 函数名(参数类型 参数名, …){
函数执行
return 返回值;
}
通过函数名(参数列表)来调用
不允许递归
使用之前必须先进行声明

参数限定词

in 传入函数的值， 函数内部可以使用， 也可以修改， 但不会影响到函数外部传入的变量
const in 不能被修改
out 传入变量的引用， 函数不使用其值， 在函数内修改， 会影响到函数外部传入的变量
inout 函数使用初始值，并且可以修改， 影响到外部变量
默认 in

内置函数

角度函数

radians, degrees

三角函数

sin, cos, tan, asin, acos, atan

指数函数

pow, exp, log, exp2, log2, sqrt, inversesqrt

通用数学函数

asb min max mod sign floor ceil clamp mix step smoothstep fract

几何函数

length distance dot cross normalize faceforward reflect反射 refract折射

矩阵函数

matrixCmpmult

矢量函数

lessThan lessThanEqual greaterThan greaterThanEqual equal notEqual
any all not

纹理查询函数

texture2D textureCube texture2DProj texture2DLod textureCubeLod
texture2dProjLod

噪音函数

noise1 noise2 noise3 noise4
这几个噪音函数的特点：

1. 返回值[-1, 1],
2. 在[-0.6, 0.6]之间符合高斯分布
3. 总的平均值为0
4. 可重入姓， 同样的输入始终返回同样的结果
5. 旋转和平移不影响它的统计学特征
6. 平移会影响结果
7. 所有地方都是C1连续的（一阶导数连续）

全局变量， 局部变量

声明在函数外部的是全局变量
函数内部的是局部变量
attribute uniform varying 变量必须是全局变量
for 循环可以声明变量， 但是if 闭门会

变量限定字

const

声明该变量不可变， 声明的同时必须初始化。

attribute

只能在顶点着色器使用
类型只能是 float vec2 vec3 vec4 mat2 mat3 mat4
能容纳的attribute类型变量数目与设备有关， 至少8个
const mediump int gl_MaxVertexAttribs 最大attribute变量数量

uniform

可以是出了数组或结构体外的任意类型
为每个顶点着色器和片元着色器 提供一致性数据

varying

类型与attribute相同
必须在顶点和片元着色器同时声明
值并不是直接从顶点着色器传递给片元着色器的， 中间有光栅化过程，对顶点数据进行了内插

精度限定字

highp mediump lowp

声明对应类型的默认精度

precision 精度限定字 类型名称;
除了片元着色器的float 类型外， 其他所有的类型都有默认精度， 所以如果没有特殊需求，只需要给片元着色器的float类型设置精度

预处理指令

#if condi
#endif

#ifdef MACRO
#endif

#ifndef MACRO
#endif

#define MACRO value
#undef MACRO

//配置glsl es 版本， 只有两个值可选
#version 100 | 101 

//内置宏
__LINE__
__FILE__
__VERSION__
#error message 返回一个错误， 并将message放入信息日志
#pragma optimize(bool)
#pragma debug(bool)

GL_ES
GL_FRAGMENT_PRECISION_HIGH 片元着色器支持highp精度

预处理器表达式

//一元
+ - ~ ! defined
//四则
+ - * /
//关系
>  < <= >= == !=
//位运算
>> <<  & | ^  
// 逻辑
! && ||

《OpenGl着色语言》 笔记

作者： Randi Rost

基础知识

ARB: OpenGL Architecture Review Board
扩展: 最开始添加的时候， 扩展添加厂家后缀，被更多厂家实现之后添加EXT前缀, 完全经过ARB审查之后， 添加ARB前缀, 再然后才会被添加到OpenGL规范中。
glGetString(GL_EXTENSION)可以返回当前实现所支持的扩展。
客户（应用程序）- 服务器(OpenGL实现) 模型。
数据绑定发生在发出命令时，之后对该数据的更改不影响存储在OpenGL内的数据。
帧缓冲区
双重缓冲区
深度缓冲区
模板缓冲区
积聚缓冲区 比颜色缓冲区更高的精度，允许几幅图像积聚在一起， 可以用来显示动态模糊效果。
多重采样缓冲区

状态机 OpenGL有非常多的状态来控制绘制过程， 这些状态是彼此正交的。
glEnable/glDisable 用来开启或关闭某种状态
glEnableClientState/glDisableClientState
glPushAttrib/glPopAttrib
glPushClientAttrib/glPopClientAttrib
glGet*

渲染管线

绘制几何对象

两种方式：逐顶点 和 顶点数组

逐顶点

glBegin 开始一个图元
glVertx， glColor, glNormal 等函数配置顶点属性
glEnd 结束改图元

顶点数组

在顶点数组中存储顶点属性， 然后使用 glDrawArray, glDrawElements等接口一次性绘制大量图元。
glColorPointer 指定顶点颜色值数组
glVertexPointer 指定顶点位置值数组

模型空间
世界空间

一维纹理 二维纹理 三维纹理 立方贴图纹理(每个主轴方向有一个二维纹理)
纹理单元

glsl 特点

glsl 是一种高级过程语言
顶点着色器和片元着色器使用相同的语言(很小一部分不一样)
基于C和C++语法以及流控制
生来支持矢量和矩阵操作
类型比C和C++更严格， 调用必须有返回值
使用类型限定符而不是读取和写入操作来管理输入和输出
着色器长度没有限制

顶点着色器

属性变量(attribute) 一致变量(uniform) 易变变量(varying)
顶点着色器输出的 varying变量数量可以多于片元着色器接收的。
gl_VertexID; 当前顶点在数组中的索引
gl_InstanceID; 当前图元索引， 如果没有使用instance, 则为0.

varying 变量的修饰符， 修饰易变变量怎么差值：
smooth noperspective flat

与C,C++ 不同的

添加矢量vec和矩阵mat类型
可以使用 xyzw rgba 等分量来直接访问数据。
sampler 类型
输入输出限定符

glslviewer

github
viewer + sublime

GPU 工作方式： 单指令多线程， 同一个指令控制器， 多个线程执行同样的指令。

内置常量

各种属性的数量限制， 这里为最低配置。
const int gl_MaxVertexAttribs = 16;
const int gl_MaxVertexUniformComponents = 1024;
const int gl_MaxVaryingComponents = 64;
const int gl_MaxVertexTextureImageUnits = 16;
const int gl_MaxCombinedTextureImageUnits = 16;
const int gl_MaxTextureImageUnits = 16;
const int gl_MaxFragmentUniformComponents = 1024;
const int gl_MaxDrawBuffers = 8;
const int gl_MaxClipDistances = 8;

invariant 修饰符， 修饰

功能开关枚举

GL_VERTEX_PROGRAM_POINT_SIZE 点模式

开始写着色器

顶点着色器

1. 哪些数据是需要每个顶点计算的呢？ attribute
2. 哪些数据是图元中多个顶点共享的呢？ uniform
3. 哪些数据是需要顶点着色器计算的呢？ varying