glsl

着色器是使用一种叫GLSL的类C语言写成的。GLSL是为图形计算量身定制的，它包含一些针对向量和矩阵操作的有用特性。 着色器的开头总是要声明版本，接着是输入和输出变量、uniform和main函数。每个着色器的入口点都是main函数， 在这个函数中我们处理所有的输入变量，并将结果输出到输出变量中。如果你不知道什么是uniform也不用担心，我们后面会进行讲解。

glfwGetTime()获取运行的秒数

1. 基本结构

#version version_number
in type in_variable_name;
in type in_variable_name;
out type out_variable_name;
uniform type uniform_name;
int main()
{
  // 处理输入并进行一些图形操作
  ...
  // 输出处理过的结果到输出变量
  out_variable_name = weird_stuff_we_processed;
}

2. 支持的基本数据类型

类型	含义
vecn	包含n个float分量的默认向量
bvecn	包含n个bool分量的向量
ivecn	包含n个int分量的向量
uvecn	包含n个unsigned int分量的向量
dvecn	包含n个double分量的向量

3. Shader数据来源和输出 > 虽然着色器是各自独立的小程序，但是它们都是一个整体的一部分，出于这样的原因， > 我们希望每个着色器都有输入和输出，这样才能进行数据交流和传递。GLSL定义了in和out关键字专门来实现这个目的。

   • Uniform > Uniform是一种从CPU中的应用向GPU中的着色器发送数据的方式，但uniform和顶点属性有些不同。首先，uniform是全局的(Global)。 > 全局意味着uniform变量必须在每个着色器程序对象中都是独一无二的，而且它可以被着色器程序的任意着色器在任意阶段访问。 > 第二，无论你把uniform值设置成什么，uniform会一直保存它们的数据，直到它们被重置或更新。

     • glGetUniformLocation查询uniform 位置值
     • glUniformxx 给位置的设置值

   • OpenGL函数命名约定

f	函数需要一个float作为它的值
i	函数需要一个int作为它的值
ui	函数需要一个unsigned int作为它的值
3f	函数需要3个float作为它的值
fv	函数需要一个float向量/数组作为它的值

• 着色器类 > 功能： 加载着色器，获取和设置属性值。 辅助文件读写类

#ifndef SHADER_H
#define SHADER_H
#include <glad/glad.h>
#include <string>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <iostream>
class Shader
{
public:
    unsigned int ID;
    // constructor generates the shader on the fly
    // ------------------------------------------------------------------------
    Shader(const char* vertexPath, const char* fragmentPath)
    {
        // 1. retrieve the vertex/fragment source code from filePath
        std::string vertexCode;
        std::string fragmentCode;
        std::ifstream vShaderFile;
        std::ifstream fShaderFile;
        // ensure ifstream objects can throw exceptions:
        vShaderFile.exceptions(std::ifstream::failbit | std::ifstream::badbit);
        fShaderFile.exceptions(std::ifstream::failbit | std::ifstream::badbit);
        try
        {
            // open files
            vShaderFile.open(vertexPath);
            fShaderFile.open(fragmentPath);
            std::stringstream vShaderStream, fShaderStream;
            // read file's buffer contents into streams
            vShaderStream << vShaderFile.rdbuf();
            fShaderStream << fShaderFile.rdbuf();
            // close file handlers
            vShaderFile.close();
            fShaderFile.close();
            // convert stream into string
            vertexCode = vShaderStream.str();
            fragmentCode = fShaderStream.str();
        }
        catch (std::ifstream::failure& e)
        {
            std::cout << "ERROR::SHADER::FILE_NOT_SUCCESFULLY_READ" << std::endl;
        }
        const char* vShaderCode = vertexCode.c_str();
        const char * fShaderCode = fragmentCode.c_str();
        // 2. compile shaders
        unsigned int vertex, fragment;
        // vertex shader
        vertex = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
        glShaderSource(vertex, 1, &vShaderCode, NULL);
        glCompileShader(vertex);
        checkCompileErrors(vertex, "VERTEX");
        // fragment Shader
        fragment = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
        glShaderSource(fragment, 1, &fShaderCode, NULL);
        glCompileShader(fragment);
        checkCompileErrors(fragment, "FRAGMENT");
        // shader Program
        ID = glCreateProgram();
        glAttachShader(ID, vertex);
        glAttachShader(ID, fragment);
        glLinkProgram(ID);
        checkCompileErrors(ID, "PROGRAM");
        // delete the shaders as they're linked into our program now and no longer necessary
        glDeleteShader(vertex);
        glDeleteShader(fragment);
    }
    // activate the shader
    // ------------------------------------------------------------------------
    void use()
    {
        glUseProgram(ID);
    }
    // utility uniform functions
    // ------------------------------------------------------------------------
    void setBool(const std::string &name, bool value) const
    {
        glUniform1i(glGetUniformLocation(ID, name.c_str()), (int)value);
    }
    // ------------------------------------------------------------------------
    void setInt(const std::string &name, int value) const
    {
        glUniform1i(glGetUniformLocation(ID, name.c_str()), value);
    }
    // ------------------------------------------------------------------------
    void setFloat(const std::string &name, float value) const
    {
        glUniform1f(glGetUniformLocation(ID, name.c_str()), value);
    }
    //void setMat4(const glm::mat4 mat)
    //{
    //
    //}
private:
    // utility function for checking shader compilation/linking errors.
    // ------------------------------------------------------------------------
    void checkCompileErrors(unsigned int shader, std::string type)
    {
        int success;
        //char infoLog[1024];
        char* infoLog = nullptr;
        if (type != "PROGRAM")
        {
            glGetShaderiv(shader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
            if (!success)
            {
                int logLength;
                glGetShaderiv(shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &logLength);
                char* infoLog = (char*)realloc(infoLog, sizeof(char) * logLength);
                glGetShaderInfoLog(shader, logLength, NULL, infoLog);
                std::cout << "ERROR::SHADER_COMPILATION_ERROR of type: " << type << "\n" << infoLog << "\n -- --------------------------------------------------- -- " << std::endl;
            }
        }
        else
        {
            glGetProgramiv(shader, GL_LINK_STATUS, &success);
            if (!success)
            {
                int logLength;
                glGetShaderiv(shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &logLength);
                char* infoLog = (char*)realloc(infoLog, sizeof(char) * logLength);
                glGetProgramInfoLog(shader, 1024, NULL, infoLog);
                std::cout << "ERROR::PROGRAM_LINKING_ERROR of type: " << type << "\n" << infoLog << "\n -- --------------------------------------------------- -- " << std::endl;
            }
        }
        if (infoLog != nullptr)
        {
            free(infoLog);
        }
    }
};
#endif