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OpenGL是原理性和实践性比较强的一门技术，在学习的时候，如果能够跟着书中的例子，一边调试一边学习，效果将很好（这属于实验的一种类型吧，能够吧知识形象化，有助于学习兴趣的提高）。市面上有许多深入浅出的书籍讲的很好，比如《OpenGL SuperBible 5th Edition》、《OpenGL 4 Shanding Language Cookbook》等（前者的例子代码写的非常好，后者把OpenGL的原理讲的比较深入）。不过把这些书中的代码跑在特定的系统上，还是需要花一些代价的（比如在mac上，SLGL只支持到1.2，很多例子中的代码就需要改了；而且配置环境也是比较麻烦的）。在探寻了很久之后，发现Unity3D提供了很好的OpenGL的学习环境，并且还有一些很好的资料可以参考(强烈推荐Kenny Lammers的《Unity Shaders and Effects Cookbook》)。本文将介绍怎么在Unity3D上学习SLGL（关于OpenGL的pipeLine、VBO、PBO等其他一些，可以参考上面推荐的两本书，特别是把《OpenGL SuperBible 5th Edition》的那套工具类搞懂，就非常OK了）。这片文章源于对Minimal Shader的一个翻译和整理。
 
一、配置启动项（只有windows上需要）
 

 在Unity3d的桌面图标的属性中（右击图标选择属性，弹出的对话框中），在“目标”属性中，添加启动参数“-force-opengl”，变为如下：
 

 
"C:\Program Files\Unity\Editor\Unity.exe" -force-opengl
 
 
 
二、创建Shader
 

 1. 创建一个新项目，在界面下方的Project面板中，选择Create－>Shader，创建一个Shader，并命名为Test01，如下图：
 

 
 
 
 

 2。双击Shader01，打开MonoDevelop编辑器，把下面的代码替换原来的，并保存：
 

 
Shader "GLSL basic shader" { // defines the name of the shader 
   SubShader { // Unity chooses the subshader that fits the GPU best
      Pass { // some shaders require multiple passes
         GLSLPROGRAM // here begins the part in Unity's GLSL
 
         #ifdef VERTEX // here begins the vertex shader
 
         void main() // all vertex shaders define a main() function
         {
            gl_Position = gl_ModelViewProjectionMatrix * gl_Vertex;
               // this line transforms the predefined attribute 
               // gl_Vertex of type vec4 with the predefined
               // uniform gl_ModelViewProjectionMatrix of type mat4
               // and stores the result in the predefined output 
               // variable gl_Position of type vec4.
         }
 
         #endif // here ends the definition of the vertex shader
 
 
         #ifdef FRAGMENT // here begins the fragment shader
 
         void main() // all fragment shaders define a main() function
         {
            gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0); 
               // this fragment shader just sets the output color 
               // to opaque red (red = 1.0, green = 0.0, blue = 0.0, 
               // alpha = 1.0)
         }
 
         #endif // here ends the definition of the fragment shader
 
         ENDGLSL // here ends the part in GLSL 
      }
   }
}
这样Shader就编辑好了。观察一下发现，这里一个文件中包含了Vertex Shader和Fragment Shader，这个有别于GLSL，不过其他就没有变化了（以后可能会有些优化，比如varying变量，在传统的GLSL中，需要在Vertex和Fragment中都定义一下，而且变量名称要一致，在Unity中可以把varying变量起到前面，写一份就可以了，减少了代码编写和错误的发生）
 

 
 
 
三、创建材质并绑定Shader
 

 像创建Shader一样，创建材质，如下图：
 

 
 
 
 

 方法一：把Shader，拖动到材质球上完成绑定，这样球变色了，如下：
 

 
 
 
 

 方法二：选择材质球，在右边的Inspector中改变其Shader，如下图：
 

 
 
 
 

 其中“GLSL basic Shader”为刚刚定义的Shader的名称：
 

 
Shader "GLSL basic shader" { // defines the name of the shader 
   SubShader { // Unity chooses the subshader that fits the GPU best
。。。。。
 
 
四、把材质赋予游戏物体
 
 

 在编写Shader时候，一般观察材质球，就可以了解shader的效果了（选择材质，在右下角的Preview中显示）；材质可以为球、立方体、圆柱体、环体，点击Preview窗口标题栏靠左的按钮可以进行切换，如下图：
 

 
 
 
 
 
 
 

 而材质最终还是要赋予游戏物体的（游戏物体可以有多种形状，可以方便观察shader的效果）；
 

 1. 创建物体（这里将使用Unity预定义物体），点击菜单，如下：
 

 
 
 
 

 然后在右上的Hierarchy中选择刚创建的Sphere，把鼠标移到Scene窗口，按键盘上的f，使得物体调整到最佳位置和大小。然后把材质拖动到物体上，如下图：
 

 
 
 
 

 
 
 

 OK，到此为止，OpenGL的学习环境已经搭建好，然后推荐深入学习GLSL的教程：
 GLSL/Unity； 当然在其页面上也有pdf下载对应的pdf下载连接。
 

 当然，Unity中不怎么推荐使用GLSL，取而代之的是Nvidia的cg，可以参考：
 http://en.wikibooks.org/wiki/Cg_Programming/Unity，教程结构是一样的，所以后续学起来应该还是比较轻松的，也可以参考着学习
 

 这个GLSL教程还有关于Blender的，有兴趣的同学可以去参考一下：
 http://en.wikibooks.org/wiki/GLSL_Programming；
 

 另外，官方也有shader的相关例子：
 http://wiki.unity3d.com/index.php/Shaders
 

 Surface Shader Examples: 
 http://docs.unity3d.com/Documentation/Components/SL-SurfaceShaderExamples.html
 

 Surface Shader Lighting Examples:
  http://docs.unity3d.com/Documentation/Components/SL-SurfaceShaderLightingExamples.html
 

 Vertex and Fragment Shader Examples: 
 http://docs.unity3d.com/Documentation/Components/SL-VertexFragmentShaderExamples.html
 

 
 
 

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关于OpenGL的资料：
 
Learning Modern 3D Graphics Programming
 
OpenGL Programming
 
Anton's OpenGL 4 Tutorials
 
一个开发者的博客：One-minute Dungeon: Behind the scenes
 
游戏中法线贴图的技巧：A game of Tricks-Normal mapped Scripts
 

 
 
 

 参考：
 

 http://en.wikibooks.org/wiki/GLSL_Programming/Unity/Minimal_Shader
 
 
 

 
 
 

 
 
 

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 更多高级的Shader知识
 

 =================
 

 GPU Pro 1~5：
 http://pan.baidu.com/s/1qWLSxAk
 

 GPU Gems：
 

 http://www.slideshare.net/DAMSIGNUP/so4-flexible-shadermanagmentandpostprocessing
 
 
 

 其他书籍的索引：
 http://www.douban.com/doulist/1445745/
 

 http://www.zhihu.com/question/26720808
 
 
 

 
 

游戏开发中经常需要平衡GPU和CPU的性能消耗
 
比如游戏加载时的 Loading 界面，往往伴随着资源请求（网络请求数据和本地请求资源），这些请求很消耗CPU的资源，如果Loading也放在CPU做的话会抢占CPU资源，就使得当前界面会变的非常卡顿，所以我们要在CPU忙的时候，通过GPU来分担一下工作。
 
Loading 做法：利用CPU 做若干图交替   ；利用GPU旋转
 
OpenGl 渲染流程：Cpu和Gpu：
 
Cpu：
 
Fbx加载到内存中去，然后通过Mesh render渲染出来（通过Fbx加载顶点等信息传给Mesh'render）
 
 
 
 
 
 
Gpu：
 
   渲染管线（管道）：顶点着色器——>光栅化——>片段着色器——>alpha测试——>模版测试——>深度测试——>Blend——>Gbuffer——>BrontBuffer——>framebuffer——>显示器
 
顶点着色器：
 
1.计算顶点的颜色；2. 将物体坐标系转换到相机坐标系；
 
光栅化：
 
将顶点转换成像素,一 一对应
 
比如Unity渲染一个Quad物体，如下Quad有四个顶点
 
 
假设Quad像素为100*100
 
 
 
 
片段着色器：
 
1.此时顶点已经是像素点（像素：一般有RGBA 4通道组成   RGBA  8888表示每个通道占8bit ，32位刚好用float ）
 
比如 屏幕  1080*1920  横有 1080个像素，竖有1920个像素，float[1080*1920]
 

Quad有4个顶点到了   片段着色器  就变成了 100*100（即顶点着色器运行4次，片段着色器运行10000次）
 
顶点着色器  与片段着色器   运算次数不是一个量级的，所以能把运算放在顶点着色器里就尽量放在里面。
 
片段着色器主要做些什么呢？
 
1.纹理采样 即给Quad赋予贴图或材质球，把纹理像素付给原来的像素，把原来的像素覆盖掉了。
 
            ———————— >  
 
2. 像素跟灯光进行计算。
 
alpha测试：挑选合格的alpha像素显示。（RGBA） 
 
模版测试：  像素还可以携带 模板信息 达到条件的模板值会显示出来 
 
深度测试：符合条件的（一般是像素距离相机的距离）像素 就通过，不然就丢弃
 
以上三个测试 决定像素能否被显示出来，挑选合格的像素
 
Blend:将当前 要 渲染的像素 和 已经渲染出来的像素混合运算 
 
 
GBuffer ：一个像素 存的（RGBA 模板值  深度值 ）等信息，只要是审核通过了以后
 
Gbuffer做的中转把这些信息传给FrontBuffer 
 
（Buffer其实是缓存区）Float[720*1280*4]数组存的信息比较多。
 
Front Buffer：由Gbuffer往Front Buffer写完以后，Front Buffer推向显示器显示过程中，Front Buffer
 
此时此刻就变成了FrameBuffer，同时
 
由Gbuffer往Front Buffer写完以后，FrameBuffer会交换到后面去变成Front Buffer
 
Float[720*1280]缓存区
 
FrameBuffer：
 
Float[720*1280]缓存区
 
其实 Front Buffer和FrameBuffer在交替显示，一帧帧的看着好像在动一样，所以两个是相对的。
 
 
 
相关知识借鉴：http://video.mobiletrain.org/course/index/courseId/535?pinzhuanbdtg=biaoti
 
 
 
 
 
 

主要代码如下 ：
 
IEnumerator Start()
 
    {
         Image_left = new Texture2D(m_videoWidth, m_videoHeight, TextureFormat.ARGB32, false);     //在Unity中创建2D纹理
         Image_left.filterMode = FilterMode.Point;                                                                                       //设置参数
         Image_left.Apply();
         GetComponent<Renderer>().material.SetTexture("_mainTex", Image_left);
         GetComponent<Renderer>().material.SetFloat("_tex_start", 0.0f);
         GetComponent<Renderer>().material.SetFloat("_tex_end", 1.0f);
         GetComponent<Renderer>().material.SetFloat("_tex_offset", 0.0f);


         NativeLib.SetCamTex(Image_left.GetNativeTexturePtr());   //自定义的一个dll插件Nativelib,功能是将Image_left的纹理指针传递到openGL中

      
         yield return StartCoroutine("CallPluginAtEndOfFrames");
     
     }


     private IEnumerator CallPluginAtEndOfFrames()
     {
         while (true)
         {
             // Wait until all frame rendering is done
             yield return new WaitForEndOfFrame();
             GL.IssuePluginEvent(1);     //重点！！！绘图线程将隐式调用插件DLL中的UnityRenderEvent
         }
 
    }
 
 
 
/***************************nativelib***********************/
 
static void* m_TexturePointer ;
 
void _DLLExport SetCamTex(void* texturePtr){
 
    m_TexturePointer = texturePtr;
 
}
 
 
 
void _DLLExport UnityRenderEvent(int eventID){
 
    glDisable(GL_CULL_FACE);
 
    ...//这里是openGL的东西，随便你设置了
 
    DoRending();   //自定义的渲染函数
 
}
 
 
 
void DoRending(){
 
    GLuint glTex = (GLuint)(size_t)(m_TexturePointer);//获取纹理指针,下面都是openGL的那一套
 
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,glTex);
 
    glTexSubImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 0, 0, width, height, GL_BGR_EXT, GL_UNSIGNED_BYTE, m_Tex.data);
 
}

OpenGL用于图像，unity 3D是游戏引擎，后者可能用到前者的算法。