OpenGL 顶点着色器

OpenGL 顶点着色器

OpenGL是一个 3D 图形库，在 OpenGL 中指定的所有坐标也都是 3D 坐标，并且只处理在 -1.0 ~ 1.0 这个范围内的数据

标准化设备坐标：

• x, y, z 的值在 -1.0 ~ 1.0 之间的一小段空间

• y 轴正方向向上，（0，0）为这个图像的中心

• 标准化设备坐标通过 glViewport 函数提供的数据，进行视口变换，最终变换为屏幕空间坐标

顶点着色器工作

• 在GPU上创建内存，用于存储顶点数据

  通过 顶点缓冲对象 （Vertex Buffer Objects，VBO）管理此内存

  顶点缓冲对象是一个OpenGL对象，有一个独一无二的ID

  unsigned int VBO;
  glGenBuffers(1, &VBO);  // 生成一个 VBO对象
  

  OpenGL 有多种缓冲对象类型，顶点缓冲对象的缓冲类型是 GL_ARRAY_BUFFER

  OpenGL 允许同时绑定多个缓冲，只要缓冲的类型不同，

  glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);  
  // 将新创建的缓冲绑定到 GL_ARRAY_BUFFER目标上
  // 之后，使用的任何缓冲调用，都会用来配置当前绑定的缓冲
  

  将之前定义的顶点数据复制到缓冲的内存中

  glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
  // 第一个参数：目标缓冲器的类型
  // 第二个参数：目标缓冲器大小（以字节为单位）
  // 第三个参数：发送的实际数据
  // 第四个参数：我么希望显卡如何管理给定的数据 
  // 期中 vertices 定义如下
  float vertices[] = {
      -0.5f, -0.5f, 0.0f,
       0.5f, -0.5f, 0.0f,
       0.0f,  0.5f, 0.0f
  };
  
  

• 显卡如何管理给定的数据，形式如下：

  • GL_STATIC_DRAW：数据不会或几乎不会改变

  • GL_DYNAMIC_DRAW：数据会被改变很多

  • GL_STREAM_DRAW：数据每次绘制时都会改变

• 配置 OpenGL 如何解释这些内存，并且指定如何发送给显卡

GLSL (OpenGL Shading Language)

• 一个基础的顶点着色器

#version 330 core // 表明使用的是核心模式
layout(location = 0) in vec3 aPos;

void main(){
    gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);
}

• 每个着色器都起始于一个版本声明，同时GLSL和OpenGL版本是相匹配的
• in关键字，在顶点着色器中声明所有的输入顶点属性
• layout (location = 0) 设定输入变量的位置值
• GLSL 中一个向量最多 4 个分量，分别是 vec.x，vec.y，vec.z，vec.w
• 为了设置顶点着色器的输出，我们必须把位置数据赋值给预定义的gl_Position变量，它在幕后是vec4类型