OpenGL系列（四）Shader

    通过VBO和VAO准备好数据后，接下来要指示GPU如何通过这些数据绘制图形。类似CPU可以通过执行程序来完成特定的任务，GPU也可以执行特定的程序来完成绘制任务，GPU执行的程序称为Shader，也叫着色器。OpenGL的着色器使用GLSL语言编写

着色器程序示例

     三角形示例 使用到了顶点着色器（Vertex Shader）和片元着色器（Fragment Shader），下面分别对两者进行介绍。

    首先介绍的是顶点着色器，示例中的三角形的Vertex Shader的源码如下所示：

#version 300 es
layout (location = 0) in vec3 aPos;
layout (location = 1) in vec3 aColor;
out vec3 outColor;
void main()
{gl_Position = vec4(aPos, 1.0);outColor = aColor;
}

    Vertex Shader的源码解析:

1. #version 300 es 指定使用 OpenGL ES 3.0版本。
2. aPos 声明接收顶点数据的变量，其中layout (location = 0)表示数据从0号属性取出，in表示这是一个输入变量。vec3表示这是一个3个浮点数的向量。
3. aColor用于接收颜色数据，内容从1号顶点属性获得。
4. 在main方法中，把aPos转成4维向量后传给gl_Position，这是个内置变量，一般用于传递顶点数据，是一个4维的浮点数向量，因此这里要把顶点从3维向量转为4维向量。
5. outColor用于将颜色属性传递到下一个阶段，out表示输出变量。

    顶点着色器程序的执行次数与顶点数量有关，因此绘制一个三角形要执行3次顶点着色器程序。

    接下来介绍片元着色器程序，片元着色器程序用于确定每个片元的最终颜色，三角形示例的代码如下。

#version 300 es
precision mediump float;
out vec4 FragColor;in vec3 outColor;
void main()
{FragColor = vec4(outColor, 1.0);
}

1.  precision mediump float 设置浮点数精度为中精度。
2. FragColor，该变量声明为out，用于输出片元的最终颜色。
3. outColor，接收顶点着色器传递过来的颜色，名称必须与顶点着色器声明的一样。

    在光栅化阶段会计算得到一个三角形的片元数量，每个片元执行一次片元着色器程序才能得到它的颜色。

使用方法

    着色器程序准备好了以后，接下来是如何使用着色器绘制图形，大体上分为以下3步：

    1、编译，使用着色器程序绘制图形，首先要对着色器进行编译，编译步骤如下。

    GLuint shader = glCreateShader(shader_type);//attach source to shader objectglShaderSource(shader, 1, &source, NULL);glCompileShader(shader);// Check for compilation errorsGLint compiled = 0;glGetShaderiv(shader, GL_COMPILE_STATUS, &compiled);

    着色器编译流程解析如下：

1. glCreateShader，创建着色器对象，创建成功后得到着色器的句柄。参数用于指明着色器的类型，GL_VERTEX_SHADER表示创建的是顶点着色器对象，GL_FRAGMENT_SHADER表示创建的是片元着色器对象。
2. glShaderSource，将着色器程序加载到着色器对象中
3. glCompileShader，对着色器进行编译
4. glGetShaderiv，第二个参数传GL_COMPILE_STATUS表示要获取编译结果。

    如果顶点着色器和片元着色器编译都没有问题，下一步可以对它们进行链接。

2、链接

    链接过程主要把不同阶段的着色器变成一个程序，主要步骤如下

GLuint program = glCreateProgram();
glAttachShader(program, shaders[i]);
glLinkProgram(program);
glGetProgramiv(program, GL_LINK_STATUS, &linked);

链接步骤解析如下。

1. glCreateProgram，创建着色器程序对象，成功后返回程序对象的句柄。
2. glAttachShader，将着色器添加到程序对象
3. glLinkProgram，链接程序
4. glGetProgramiv，通过该方法可以获取链接结果。

链接没有问题，最后可以使用着色器程序绘制图形。

3、使用

   使用着色器绘制图形比较简单，以下是使用着色器程序绘制图形的过程。

void onDraw(){glUseProgram(mProgram);glBindVertexArray(VAO);glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);glUseProgram(0);
}

    绘制流程解析如下：

1. glUseProgram指定要使用的着色器程序
2. glBindVertextArray指定VAO，相当于明确了顶点数据
3. glDrawArrays开始绘制
4. 最后glUseProgram传入0表示未指定任何着色器程序。

到此为止，三角形示例的主要代码流程基本介绍完成，通过OpenGL系列（二）EGL，OpenGL系列（三）VBO、VAO和本文的学习，基本上能理解三角形的绘制流程。