Shader 入门：GLSL ES（迭代、选择和跳转）

前言

在上一章节中我们说到了 GLSL ES 的【运算符和限定符】，那么本章节就来到了【迭代、选择和跳转】的内容。

上一篇：《Shader 入门：GLSL ES（运算符和限定符）》
写《Shader 入门：GLSL ES》系列文章主要目的为让没怎么接触过 GLSL ES 的读者快速入门这门语言。 同时我将默认读者有编程基础，不会对语言内容进行完全的讲解以节省篇幅。 *另外本系列文章中主要针对 GLSL ES 3.0 进行讲解

正文

迭代（Iteration）

循环语句（Loop Statement）

在 GLSL ES 中有以下 3 种循环语句：

for

首先执行初始化表达式，当条件表达式为 true 时执行循环体，之后再执行循环表达式，然后再次进行条件判断，循环往复，直到条件表达式为 false 时结束循环。

代码语言：javascript复制

for (初始化表达式; 条件表达式; 循环表达式) {
    // 循环体...
}

// 如下：
int a = 0;
for (int i = 0; i < 10; i  ) {
    a  ;
}
// a = 10

while

只要条件表达式为 true 就执行循环体，直到条件表达式为 false 时结束循环。

代码语言：javascript复制

while (条件表达式) {
    // 循环体...
}

// 如下：
int a = 0;
while (a < 10) {
    a  ;
}
// a = 10

do-while

先执行一次循环体，之后只要条件表达式为 true 就继续执行循环体，直到条件表达式为 false 时结束循环。

代码语言：javascript复制

do {
    // 循环体...
} while (条件表达式)

// 如下：
int a = 0;
do {
    a  ;
} while (a < 0)
// a = 1;

?循环上限必须明确

需要注意的是，在 GLSL ES 循环语句的条件表达式中，循环的最大次数必须是明确的，如下面的栗子：

代码语言：javascript复制

// 表达式使用常量
// int max = 20; // [×] 变量可被更改
const int max = 20; // [√] 常量不可被更改
for (int i = 0; i < max; i  ) {
    // ...
}

// 或者直接使用字面量
for (int j = 0; j < 20; j  ) {
    // ...
}

因为 GLSL ES 在编译时，编译器会对着色器代码中的 for 循环进行内联展开（Inline Expansion）以提高着色器的执行性能。

所以如果循环的次数不能确定的话就没有办法展开了呢~

选择（Selection）

选择语句（Selection Statement）

在 GLSL ES 中有以下三种选择语句：

if

当条件表达式为 true 时执行下方的语句块。

代码语言：javascript复制

if (布尔表达式) {
 // 语句...
}

// 如下：
int a = 0;
if (a == 0) {
    a  ;
}
// a = 1

if-else

当条件表达式为 true 时执行第一个语句块，为 false 时则执行 else 后面的语句块。

代码语言：javascript复制

if (布尔表达式) {
    // 语句...
} else {
    // 语句...
}

// 如下：
int a = 0;
if (a == 1) {
    a  ;
} else {
    a  = 2;
}
// a = 2

switch（GLSL ES 3.0 新增）

switch 语句中的初始化表达式必须为整数，如果 case 标签的值与之相等，则执行标签后面的语句。

当没有匹配的 case 标签时，有 default 标签则执行 default 标签后面的语句，没有则跳过。

初始化表达式的类型必须与所有 case 标签的类型相等，可以使用的类型为 int 和 uint，且不会进行隐式类型转换（Implicit Type Conversion）。

代码语言：javascript复制

switch (初始化表达式) {
 case 常量表达式:
        // 语句...
        break;
    // ...
    default:
        // 语句...
}

// 如下：
int a = 2;
switch (a) {
    case 1:
        a  = 1;
        break;
    case 2:
        a  = 2;
        break;
    default:
        a  = 10;
}
// a = 4

⚡注意

过多的 if 或 if-else 语句会减慢着色器的执行速度，在着色器编写时需要注意这一点。

跳转（Jump）

跳转语句（Jump Statement）

在 GLSL ES 中有以下几种跳转语句：

continue

continue 只可用于循环中，执行该语句时会跳过最内层循环，并执行循环表达式（for 循环），然后执行下一次循环。

代码语言：javascript复制

int a = 0;
for (int i = 0; i < 10; i  ) {
    if (i == 6) {
        continue;
        // 当 i 为 6 时不会执行后面的语句
    }
    a  ;
}
// a = 9

break

break 可用于循环和 switch 语句中，执行该语句时将立即退出最内层循环，不再继续执行循环。

代码语言：javascript复制

int a = 0;
for (int i = 0; i < 10; i  ) {
    if (i == 6) {
        break;
        // 当 i 为 6 时直接跳出循环
    }
    a  ;
}
// a = 6

return

return 可以用在函数（Function）里的任何位置，执行该语句会直接跳出当前函数。如果 return 有表达式，则会返回表达式的值。

代码语言：javascript复制

int plus(int a, int b) {
    return a   b;
}
// int c = plus(1, 2);
// c = 3

discard

discard 只能在片元着色器（Fragment Shader）中使用，执行该语句将会直接跳出片元着色器，丢弃当前片元。

片元被丢弃之后就不会被渲染出来了，就好像是完全透明了一样~

代码语言：javascript复制

void main() {
    if (v_FragColor.a < 0.1) {
        discard;
        // 不透明度小于 0.1 时丢弃当前片元
        // 不执行后面的语句
    }
    gl_FragColor = v_FragColor; 
}

Shader 入门：GLSL ES（迭代、选择和跳转）

正文

迭代（Iteration）

循环语句（Loop Statement）

for

while

do-while

?循环上限必须明确

选择（Selection）

选择语句（Selection Statement）

if

if-else

switch（GLSL ES 3.0 新增）

⚡注意

跳转（Jump）

跳转语句（Jump Statement）

continue

break

return

discard

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