第8章OpenGL ES着色器语言基础
OpenGl中使用着色器的基本步骤及GLSL渲染简单示例
OpenGl中使⽤着⾊器的基本步骤及GLSL渲染简单⽰例OpenGL着⾊语⾔（OpenGL Shading Language，GLSL）是⽤来在OpenGL中着⾊编程的语⾔，是⼀种具有C/C++风格的⾼级过程语⾔，同样也以main函数开始，只不过执⾏过程是在GPU上。
GLSL使⽤类型限定符⽽不是通过读取和写⼊操作来管理输⼊和输出。
着⾊器主要分为顶点着⾊器（Vertex Shader）和⽚段着⾊器（Fragment Shader）两部分。
顶点着⾊器的主要功能是：顶点法线变换及单位化纹理坐标变换光照参数⽣成顶点着⾊器的输⼊内容包括：着⾊器源代码attribute变量uniform变量顶点着⾊器的输出内容包括：varying变量内置的特殊变量,如gl_Position、gl_FrontFacing、gl_PointSize⽚元着⾊器的主要功能：在差值得到的值上进⾏操作访问纹理应⽤纹理雾化颜⾊融合⽚元着⾊器的输⼊内容包括：着⾊器源代码⽤户⾃定义的varying变量uniform变量采样器（Sampler）⼀些内置的特殊变量（gl_PointCoord、gl_FragCoord、gl_FrontFacing等）⽚元着⾊器的输出：内置的特殊变量gl_FragColor在OpenGL程序中使⽤着⾊器的初始化⼀般需要依次执⾏以下步骤：1、顶点着⾊程序的源代码和⽚段着⾊程序的源代码分别写⼊到⼀个⽂件⾥（或字符数组）⾥⾯，⼀般顶点着⾊器源码⽂件后缀为.vert，⽚段着⾊器源码⽂件后缀为.frag；2、使⽤glCreateshader()分别创建⼀个顶点着⾊器对象和⼀个⽚段着⾊器对象；3、使⽤glShaderSource()分别将顶点/⽚段着⾊程序的源代码字符数组绑定到顶点/⽚段着⾊器对象上；4、使⽤glCompileShader()分别编译顶点着⾊器和⽚段着⾊器对象（最好检查⼀下编译的成功与否）；5、使⽤glCreaterProgram()创建⼀个着⾊程序对象；6、使⽤glAttachShader(）将顶点和⽚段着⾊器对象附件到需要着⾊的程序对象上；7、使⽤glLinkProgram()分别将顶点和⽚段着⾊器和着⾊程序执⾏链接⽣成⼀个可执⾏程序（最好检查⼀下链接的成功与否）；8、使⽤glUseProgram()将OpenGL渲染管道切换到着⾊器模式，并使⽤当前的着⾊器进⾏渲染；以下是⼀个功能简单但流程完整的使⽤顶点着⾊器和⽚段着⾊器渲染的矩形图形。
glsl基础语法
GLSL基础语法介绍
GLSL（OpenGL Shading Language）是一种用于编写着色器的编程语言。
以下是GLSL的一些基础语法：
1.变量类型：GLSL支持多种变量类型，包括float、int、bool、vec2、vec3、
vec4等。
其中，vec2、vec3和vec4分别表示2维、3维和4维向量。
2.变量声明：在GLSL中，变量可以在声明时初始化。
例如，以下代码声明了
一个名为“a”的浮点型变量，并将其初始化为1.0：
float a = 1.0;
3.运算符：GLSL支持基本的算术运算符（如+、-、*、/）和比较运算符（如
==、!=、<、>、<=、>=）。
4.控制结构：GLSL支持if-else语句、for循环和while循环等控制结构。
例
如，以下代码使用for循环打印出0到9的数字：
for (int i = 0; i < 10; i++) {
gl_FragColor = vec4(i, 0, 0, 1);
}
5.函数：GLSL支持内建函数和自定义函数。
例如，以下代码使用内建的sin
函数计算正弦值：
float a = sin(1.0);
以上是GLSL的一些基础语法，如果你需要更深入的学习，可以参考相关的学习资料或在线教程。
opengl 原理
opengl 原理OpenGL是一种图形编程接口，使得开发者可以利用硬件加速来绘制2D和3D图形。
它提供了一系列函数和状态机，使用C语言进行编程。
OpenGL的工作原理如下：1. 初始化：在使用OpenGL之前，需要先初始化OpenGL环境。
这包括创建图形上下文、加载图形驱动程序、设置显示设备等操作。
2. 设置状态：OpenGL使用一系列状态来控制绘制过程。
这些状态可以包括清除颜色缓冲区的颜色、设置深度测试、开启光照等。
开发者可以利用OpenGL提供的函数来设置这些状态。
3. 创建对象：在OpenGL中，开发者需要创建对象来表示物体或场景。
常用的对象包括顶点数组对象（Vertex Array Object，VAO）和顶点缓冲对象（Vertex Buffer Object，VBO）。
这些对象用于存储顶点数据、纹理坐标等信息。
4. 编写着色器：OpenGL使用着色器来控制顶点和片段（像素）的处理过程。
开发者需要编写顶点着色器和片段着色器，并将它们编译为可执行的着色器程序。
顶点着色器用于处理顶点数据，而片段着色器用于处理像素数据。
5. 绘制物体：在绘制物体之前，需要将顶点数据、纹理坐标等信息传递给OpenGL。
开发者可以使用VAO和VBO来管理这些数据。
然后，利用着色器程序和绘制命令（如glDrawArrays 和glDrawElements）来执行绘制操作。
6. 渲染：在绘制完成后，OpenGL会对图形进行渲染。
这包括执行光栅化过程（将几何图形转换为像素）和颜色插值等操作。
最终，渲染结果将会显示在屏幕上。
7. 清理：在使用完OpenGL之后，需要进行清理操作，释放资源。
这包括删除VAO和VBO对象、卸载着色器程序、关闭OpenGL环境等。
总结起来，OpenGL的工作原理涵盖了环境初始化、状态设置、对象创建、着色器编写、物体绘制、渲染和清理等步骤。
通过合理地利用这些步骤，开发者可以实现高效的图形编程。
OpenGL着色语言
OpenGL 低级着色语言与高级着色语言节选自偶的毕业论文，主要是对可编程图形处理器， ARB_VERTEX_PROGRAM和glslang 的简单介绍。
抛砖引玉，希望大家不吝赐教：）Octane3d@第二章可编程图形处理器现代图形流水线如图-2.1所示。
（图-2.1，图形流水线）应用程序级（Application）实现物理模拟，处理用户输入，修改数据结构，数据库访问，几何基元生成等功能。
命令级（Command）提供命令缓冲区，解释执行命令和管理图形系统的状态。
几何级（Geometry）对多项式表达的弯曲曲面求值，进行几何变换，光照计算，纹理坐标生成，实现剪切，拣选与几何基元组装等功能。
光栅化级（Rasterization）进行三角形设置，对三角形进行抽样以生成片断，并且对颜色和纹理坐标进行插值。
纹理级（Texture）对纹理坐标进行变换，进行纹理访问与过滤。
片断级（Fragment）混合片断颜色与纹理，进行雾化操作，执行深度、透明以及模版测试，最终生成要写入帧缓冲区的象素。
显示级（Display）对象素颜色进行嘎玛校正后写入帧缓冲区。
命令与几何级属于对象空间的操作，其上的操作是每顶点的，主要是进行几何变换和光照计算，它的特点是大量（>= 1000万个顶点）复杂的浮点操作。
纹理与片断级输入图像空间的操作，其上的操作是每片断的，主要是进行纹理混合，它的特点是进行海量（>= 10 亿个片断）但是较简单的定点运算。
图形硬件的发展是一个逐渐对图-2.1中的流水级增加硬件加速功能的过程。
最早的图形硬件只是一个简单的帧缓冲区，没有任何硬件加速功能。
之后逐渐添加硬件光栅化，硬件纹理映射，硬件几何变换与光照计算，硬件反走样等功能。
按照图形硬件所支持的硬件加速功能的多少与性质，可以把图形硬件分为几代。
1984年，SGI公司发布了IRIS 1400图形系统，其中集成的图形硬件可以实时光栅化平坦着色（flat-shaded）的多边形，这是第一代图形加速硬件。
OpenGL ES入门
OpenGL ES入门一、前言OpenGL ES是Khronos Group创建的一系列API中的一种(官方组织是：/)。
在桌面计算机上有两套标准的3DAPI：Direct3D和OpenGL。
Direct3D实际上是运行在windows操作系统上的标准3DAPI，而OpenGL则是跨平台的，适用于Linux、多种UNIX、MAC OS X和windows。
由于OpenGL得到了广范围的认可，所以，基于嵌入式的3DAPI---OpenGL ES也就应运而生。
沃Phone使用的芯片高通7227，它能很好的提供对OpenGL ES的支持，了解OpenGL ES 的种种特性，不仅能开发出很好的适用于沃Phone的3D游戏、3D应用等。
借助于OpenGL ES的平台无关性，只要稍微修改EGL，理论上就可以将开发的3D游戏、3D应用移植到任何支持OpenGL ES的平台上去。
本篇文档就从零开始，深入简出，跟大家介绍一下OpenGL ES的原理和开发。
OpenGL ES简介什么是OpenGL ESOpenGL ES是一套适用于手持嵌入式设备的3DAPI。
比如手机、PDA、汽车、航空等等上面都可以使用到OpenGL ES。
OpenGL ES是免授权费的、跨平台的、功能完善的2D和3D 图形应用程序接口API，它是桌面OpenGL的子集，是从OpenGL裁剪定制而来的。
由于手持设备的相关局限性，OpenGL ES相对于OpenGL不可避免的进行了相关的精简。
去除了OpenGL中比如glBegin/glEnd，四边形(GL_QUADS)、多边形(GL_POL YGONS)等复杂图元等许多非绝对必要的特性。
但是OpenGL方面的很多知识，OpenGL ES都是可以借鉴的。
OpenGL ES其实是一个状态机(State machine)，它保存一种状态直至其改变。
每个状态都有本身默认的缺省值，可以通过相关的查询和设置函数进行相关的查询和设置。
开发步骤_Android 3D游戏开发技术宝典——OpenGL ES 2.0_[共3页]
![开发步骤_Android 3D游戏开发技术宝典——OpenGL ES 2.0_[共3页]](https://img.taocdn.com/s3/m/7e5b2002360cba1aa911da07.png)
Android 3D游戏开发技术宝典406V'代表沿光线投影到绘制阴影的平面上顶点的坐标。
S为光源的位置。
V为投影前顶点的实际位置。
n为法向量，其属于绘制阴影的平面。
A为任意一个点的坐标，其位于绘制阴影的平面上。
•代表向量的点积计算。
提示实际计算时上述这些量都是在着色器中用vec3类型的变量来实现，具体情况下一小节会进行详细介绍。
15.7.2 开发步骤了解了案例的运行效果及基本原理后，就可以进行案例的开发了，具体步骤如下。
（1）首先用3DMax生成5个基本物体（平面、圆环、茶壶、立方体、圆球），并导出成obj文件放入项目的assets目录待用。
（2）开发出搭建场景的基本代码，包括：加载物体、摆放物体、计算光照等。
这些代码与前面章节的许多案例基本套路完全一致，因此这里不再赘述。
提示需要注意的是，为了达到更好的光照效果，立方体和平面使用的加载方法采用的是面法向量，而圆环、茶壶和圆球使用的加载方法采用的是点平均法向量，因此用于完成加载的工具类LoadUtil中就有两个不同的加载方法，loadFromFileVertexOnlyAverage与loadFromFileVertexOnlyFace。
其中第一个采用点平均法向量，第二个采用面法向量，代码与第9章案例中的相同。
（3）采用平面阴影技术实施阴影时，需要阴影的物体应该绘制两次，第一次绘制阴影，第二次绘制物体本身。
因此MySurfaceView中绘制场景的代码也会有所不同，具体内容如下。
代码位置：见随书光盘中源代码/第15章/Sample15_7com/bn/Sample15_7目录下的MySurfaceView.java。
1 public void onDrawFrame(GL10 gl) {2 ……//此处省略了设置摄像机、光源与清除缓冲的代码，与前面很多案例中的相同4 pm.drawSelf(0); //绘制平面5 drawObject(1); //绘制平面上各个物体的阴影6 drawObject(0); //绘制物体本身7 }8 public void drawObject( //绘制平面上物体的方法9 int situ) { //根据参数的不同决定绘制阴影还是物体本身10 MatrixState.pushMatrix(); //保护现场11 MatrixState.scale(1.5f, 1.5f, 1.5f); //进行缩放变换12 MatrixState.translate(-10f, 0f, 0); //进行平移变换13 cft.drawSelf(situ); //绘制长方体14 MatrixState.popMatrix(); //恢复现场15 ……//此处省略球体、圆环和茶壶的绘制代码，方法与绘制长方体的相同。
opengl面试题
opengl面试题OpenGL（Open Graphics Library）是一种跨平台的图形程序接口，被广泛应用于计算机图形学、游戏开发和虚拟现实等领域。
在面试中，对于应聘者来说，熟悉和掌握OpenGL相关知识是非常重要的。
本文将针对OpenGL面试题，从基础知识到高级概念进行详细讲解。
一、OpenGL基础知识1. 什么是OpenGL？OpenGL是一种开放的、跨平台的图形程序接口，由一系列函数库组成，用于渲染2D和3D图形。
它提供了丰富的绘图函数和状态管理函数，可以用于创建和操控渲染管线，实现图形的绘制、变换、光照等操作。
2. OpenGL的版本有哪些？它们之间有何区别？OpenGL的版本包括OpenGL 1.0、OpenGL 2.0、OpenGL 3.0、OpenGL 4.0等。
每个版本都有自己特定的功能和特性，新版本通常会引入更强大的功能和更高效的实现方式。
主要的区别在于对硬件和图形特性的支持程度上有所不同。
3. 什么是渲染管线？渲染管线是OpenGL中的一个重要概念，它描述了图形的处理过程。
渲染管线包括几个阶段，如顶点处理、光栅化、片段处理等。
每个阶段都有特定的功能和输入输出。
熟悉渲染管线的工作原理是理解OpenGL的关键。
4. 什么是顶点缓冲对象（VBO）？顶点缓冲对象是OpenGL中用于存储顶点数据的缓冲区。
通过创建和绑定VBO，可以将顶点数据传输到显存中，从而提高渲染效率。
VBO可以存储顶点的位置、颜色、纹理坐标等信息。
二、OpenGL高级概念1. 什么是着色器（Shader）？着色器是OpenGL中用于控制图形渲染过程的程序。
着色器分为顶点着色器（Vertex Shader）和片段着色器（Fragment Shader）。
顶点着色器用于处理顶点相关计算，如位置变换、法线变换等；片段着色器用于处理每个像素的光照、纹理采样等操作。
2. 什么是纹理（Texture）？纹理是二维图像的映射，可以应用到模型的表面上。
理解GL管线（二）着色器（认识顶点着色器和片段着色器）
理解GL管线（⼆）着⾊器（认识顶点着⾊器和⽚段着⾊器）1.GLSL语⾔GLSL是着⾊器语⾔的⼀种，其他的着⾊器语⾔如HLSL，微软的3D框架DirectX等。
着⾊器语⾔程序主要运⾏在GPU上。
GLSL是与OpenGL兼容的专⽤着⾊器语⾔，因此我们需要⽤GLSL编写着⾊器使⽤的程序代码。
并将编写完的代码载⼊各个着⾊器阶段。
其过程如下：（1）编写GLSL程序代码（可以写进⽂件中，也可以硬编码在C++程序的字符串中。
）（2）使⽤C++获取GLSL程序代码。
（3）创建OpenGL着⾊器对象，并将GLSL程序代码加载进着⾊器对象。
（4）⽤OpenGL命令编译并链接着⾊器对象，并将其安装进GPU。
实践中，⾄少要顶点着⾊器和⽚段着⾊器阶段的GLSL代码，⽽曲⾯细分着⾊器和⼏何着⾊器阶段是可选的。
2.图元 OpenGL只允许绘制三类图形：点、线、三⾓形。
它们叫做图元。
即便是复杂的3D模型通常也是由许多三⾓形构成的。
图元由顶点组成。
例如三⾓形有三个顶点。
顶点的来源可以是任意的，从⽂件中读取、硬编码在C++程序中或者直接在GLSL代码中。
加载的顶点会被载⼊管线，经由着⾊器处理，最终变成屏幕上的各种形状。
Gl通过【glDrawArrays（GLenum mode，Glint first，Glsizei count）】⽅法绘制图元，其中mode是图元类型，first是从那个顶点开始绘制（通常是顶点0）。
当调⽤该⽅法时，管线中的着⾊器（顶点着⾊器开始）开始执⾏。
3.光栅化 我们的显⽰器屏幕由光栅（矩形像素阵列）组成。
当光栅化后，OpenGL将物体中的图元转化为⽚段，⽚段拥有关于像素的信息。
光栅化过程确定了所有像素需要绘制的位置，这个过程会进⾏插值，以便确定两个顶点间的所有像素的位置。
通过【glpolygonMode】⽅法可以设置呈现线框效果还是填充效果。
光栅化不仅可以对像素插值，任何顶点着⾊器的输出变量和⽚段着⾊器的输⼊变量都可以基于对应的像素插值。
OpenGL入门教程(精)
OpenGL 入门教程1.第一课：说起编程作图，大概还有很多人想起TC 的#include < graphics.h>吧？但是各位是否想过，那些画面绚丽的PC 游戏是如何编写出来的？就靠TC 那可怜的640*480 分辨率、16 色来做吗？显然是不行的。
本帖的目的是让大家放弃TC 的老旧图形接口，让大家接触一些新事物。
OpenGL 作为当前主流的图形API 之一，它在一些场合具有比DirectX 更优越的特性。
1、与C 语言紧密结合。
OpenGL 命令最初就是用C 语言函数来进行描述的，对于学习过C 语言的人来讲，OpenGL 是容易理解和学习的。
如果你曾经接触过TC 的graphics.h，你会发现，使用OpenGL 作图甚至比TC 更加简单。
2、强大的可移植性。
微软的Direct3D 虽然也是十分优秀的图形API，但它只用于Windows 系统（现在还要加上一个XBOX 游戏机）。
而OpenGL 不仅用于Windows，还可以用于Unix/Linux 等其它系统，它甚至在大型计算机、各种专业计算机（如：医疗用显示设备）上都有应用。
并且，OpenGL 的基本命令都做到了硬件无关，甚至是平台无关。
3、高性能的图形渲染。
OpenGL 是一个工业标准，它的技术紧跟时代，现今各个显卡厂家无一不对OpenGL 提供强力支持，激烈的竞争中使得OpenGL 性能一直领先。
总之，OpenGL 是一个很NB 的图形软件接口。
至于究竟有多NB，去看看DOOM 3 和QUAKE4 等专业游戏就知道了。
OpenGL 官方网站（英文）下面我将对Windows 下的OpenGL 编程进行简单介绍。
学习OpenGL 前的准备工作第一步，选择一个编译环境现在Windows 系统的主流编译环境有V isual Studio，Broland C++ Builder，Dev-C++等，它们都是支持OpenGL 的。
但这里我们选择V isual Studio 2005 作为学习OpenGL 的环境。
OpenGLES2.0入门详解
OpenGLES2.0⼊门详解引⾃：/wangyuchun_799/article/details/77369281.决定你要⽀持的OpenGL ES的版本。
⽬前，OpenGL ES包含1.1和2.0两个版本，iPhone 3G+和iPad开始⽀持OpenGL ES2.0。
⽽且这两个版本之间的差异⾮常⼤，不仅仅在编程思想上，API之间的差距也很⼤。
因此，如果你想使⽤OpenGL ES开发3D程序或游戏，那么⾸先就要决定使⽤哪个版本，还是说两个版本都⽀持。
OpenGL ES定义了代表不同版本的宏：enum{kEAGLRenderingAPIOpenGLES1 = 1, //1.1版kEAGLRenderingAPIOpenGLES2 = 2 //2.0版}typedef NSUInteger EAGLRenderingAPI;以iPhone代码为例，你可以通过以下⽅式判断⽤户设备所⽀持的OpenGL ES版本，如果⽀持2.0，就使⽤2.0进⾏渲染；如果仅⽀持1.1，则使⽤1.1版进⾏渲染：EAGLRenderingAPI api = kEAGLRenderingAPIOpenGLES2; //默认优先使⽤2.0版m_context = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:api]; //使⽤2.0版初始化EAGLContextif (!m_context ) { //使⽤2.0版初始化EAGLContext失败api = kEAGLRenderingAPIOpenGLES1; //将API设为1.1版m_context = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:api];//使⽤1.1版初始化EAGLContext}if (!m_context || ![EAGLContext setCurrentContext:m_context]) { //1.1版初始化失败，则释放内存[self release];return nil;}if (api == kEAGLRenderingAPIOpenGLES1) {//使⽤1.1版开始渲染}else {//使⽤2.0版开始渲染}2.你想让你的OpenGL ES程序跨⼿机平台运⾏么？Android、iPhone、windows phone⼿机系统是当前最主流的⼿机系统，如何才能让我们编写出来的程序可以跨平台运⾏呢？好消息是，这三个平台都⽀持OpenGL ES，⽽且都⽀持C++语⾔。
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