「音视频直播技术」OpenGL渲染之着色器

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前言

本文介绍一下OpenGL的基本概念。在OpenGL中，只能画三种图元，点、线、三角型。在OpenGLES2.0之后，引用也GLSL(OpenGL Shader Languge)，它类似于C语言的语法。

着色器类型

有两种常用着色器，分别是顶点着色器(Vertex Shader)和片元着色器(Fragment Shader)。

片元着色器是在顶点着色器之后被调用的。

顶点着色器，每个顶点运行一次，确定生成顶点最终的位置。一但确定了位置，OpenGL将利用这些点生成 点、线、三角形。

片元着色器，每个片元运行一次，它用于确定每个片元的点、线、三角形的最终颜色。片元是一个单一颜色的小矩形区域，类似于计算机屏幕上的像素。

加载着色器

加载着色器需要按下面的步骤进行加载：

1. 根据着色器类型，创建一个着色器。GLES20.glCreateShader(shaderType); 着色器类型包括 GLES20.GL_VERTEX_SHADER（顶点着色器）和 GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER（片元着色器）。
2. 将着色器程序代码与上面创建的着色器绑定在一起。GLES20.glShaderSource(shader, source);。
3. 编译着色器程序。GLES20.glCompileShader(shader);可以通过 GLES20.glGetShaderiv(shader, GLES20.GL_COMPILE_STATUS, compiled, 0); 函数获取编译结果。
4. 创建程序对象。GLES20.glCreateProgram();
5. 将编译好的着色器与上面创建的程序对象绑定到一起。如GLES20.glAttachShader(program, vertexShader);和 GLES20.glAttachShader(program, fragmentShader);
6. 最后将这们链接到一起。GLES20.glLinkProgram(program);可以通过 GLES20.glGetProgramiv(program, GLES20.GL_LINK_STATUS, linkStatus, 0);获取链接的状态。

获得Uniform和Attribute位置

着色器中的Uniform和Attribute变量是可以在外面赋值的。在赋值之前，我们首先获取变量的位置。可以通过下面的方法来获取：

1. 获取 Uniform 位置， GLES20.glGetUniformLocation(mProgramHandle, "uMVPMatrix"); uMVPMatrix就是着色器中的 Uniform 变量。
2. 获取 Attribute 位置， GLES20.glGetAttribLocation(mProgramHandle, "aPosition"); aPosition就是着色器中的 Attribute 变量。

将顶点数据与Attribute关联

取得 Attribute 变量位置后，还需要将顶点数组中的数据与 Attribute 变量关联。

1. 先使 Attribute 变量可用。GLES20.glEnableVertexAttribArray(maPositionLoc);
2. 关联数据。GLES20.glVertexAttribPointer(maPositionLoc, coordsPerVertex, GLES20.GL_FLOAT, false, vertexStride, vertexBuffer);

maPositionLoc: Attribute 变量位置。 coordsPerVertex: 第个顶点坐标占用的数量。如x,y代表2 vertexStride: 每个顶点数据的宽度。 vertexBuffer: 数组

着色器的数据类型

着色器分为 标量，向量，距阵，采样器，结构体，数组几种类型。

标量：布尔型(bool)、整形(int)和浮点型(float)等。

向量：

距阵：

采样：

一般情况下，一个采样器变量代表一幅或一套纹理贴图

变量限定符

着色器一般包括下在几种变理限定符：