OPENGL学习笔记整理（五）：着色语言

有些事情本身就是十分奇怪的。在传统上，图形硬件的设计目的是用于快速执行相同的硬编译指令集。不同的计算步骤可以被跳过，参数可以被调整，但计算本身确实固定不变的。然而，随着技术的发展，却越来越变得可以编程了。着色语言，都有些OUT了，CUDA、OPENCL什么的越来越大行其道了。当然，在这里，主要还是介绍着色语言。有些东西很新，但是却不成熟。有些东西很旧，很老土，却仍然很好用，就连OPENGL不带着色语言，现在仍然能做出很好的效果，这也是毋庸置疑的。

传统的或称是旧式的OPENGL渲染管线的操作过程如下，（顶点和它们相关的属性）->（转换）->（光照）->（纹理坐标生成和转换）->（裁剪）->（点、直线、多边形、位图和像素矩阵的光栅化：包括平滑的、宽阔的、剔除和深度偏移的图元）->【片段和它们相关的属性】->（纹理）->（颜色求和）->（雾）->（抗锯齿）->（基于片段的操作：像素拥有权、裁剪测试、alpha测试、模板测试、混合、抖动、逻辑操作和帧缓冲区写入）。

着色语言，是把整个图形管线的中的某些部分独立出来，变成可以编程的，即顶点着色器和片元着色器。（转换）->（光照）->（纹理坐标生成和转换）->（裁剪）的功能交给顶点着色器，纹理）->（颜色求和）->（雾）->（抗锯齿）的功能交给片段着色器。

图形管线的问题，我也是搞了很久之后才有这个概念的，其实也就是这么几个步骤。如果你了解GPU历史的话，或许理解起来会更轻松一些，GPU最初的出现和T&L是紧密联系在一起的，这里的T就是tranform或者translate，具体是哪个单词，我现在忘了，功能就是空间变换，L则显然是LIGHTING了，光照。那么顶点着色器的作用，就是完成T&L中T的所有工作及L的所有空间坐标相关的工作，而片元着色器则是做颜色合成的工作。原先，顶点着色器和片元着色器在硬件上是分开的，现在大家都统一了。

如果你会普通的OPENGL编程，那么你只要稍微修改下自己的思路其实就OK了。你可以想象下，你现在不再是活在三维笛卡尔空间里面的人了，你是活在极坐标当中的，可以活在自己设定的某种规则的空间当中，光照效果也不再是那么固定的了，你可以自己改变。还是看看具体的程序或者会比较容易理解。

下面相关的代码来自 OpenGL SuperBible, Chapter 16, Demonstrates vertex blending，该程序只用到了顶点着色器，vertex shader。

int main(int argc, char* argv[])
{
    GLint i;

    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
    glutInitWindowSize(windowWidth, windowHeight);
    glutCreateWindow("Vertex Shaders Demo");
    glutReshapeFunc(ChangeSize);
    glutKeyboardFunc(KeyPressFunc);
    glutSpecialFunc(SpecialKeys);
    glutDisplayFunc(RenderScene);

    SetupRC();

    // Create the menus
    shaderMenu = glutCreateMenu(ProcessMenu);
    for (i = 0; i < TOTAL_SHADERS; i++)
    {
        char menuEntry[128];
        sprintf(menuEntry, "\"%s\"", shaderNames[i]);
        glutAddMenuEntry(menuEntry, 1+i);
    }

    mainMenu = glutCreateMenu(ProcessMenu);
    {
        char menuEntry[128];
        sprintf(menuEntry, "Choose vertex shader (currently \"%s\")", shaderNames[0]);
        glutAddSubMenu(menuEntry, shaderMenu);
    }
    glutAttachMenu(GLUT_RIGHT_BUTTON);

    glutMainLoop();

    if (glDeleteShader && glDeleteProgram)
    {
        for (i = 0; i < TOTAL_SHADERS; i++)
        {
            glDeleteProgram(progObj[i]);
            glDeleteShader(vShader[i]);
        }
    }

    return 0;
}