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  • OpenGL顶点着色器和片段着色器顶点着色器顶点着色器的结构顶点着色器的输入输出顶点着色器的输入顶点着色器的输出片段着色器片段着色器的结构片段着色器的输入输出片段着色器的输入片段着色器的输出 顶点着色器 顶点...

    顶点着色器

    顶点着色器是处理VBO/VAO提供的顶点信息的程序。VBO/VAO提供的每个顶点都执行一遍顶点着色器。Uniforms(一种变量类型)在每个顶点保持一致,属性(Attribute)每个顶点都不同(可以理解为输入顶点属性)。执行一次VertexShader输出一个Varying(可变变量)和gl_positon。

    顶点着色器的结构

    在这里插入图片描述

    顶点着色器的输入输出

    顶点着色器的输入

    1. 着色器程序:描述顶点上执行操作的顶点着色器程序源代码或者可执行文件
    2. 顶点着色器输入(或者属性(Attributs)):用顶点数组提供的每个顶点的数据
    3. 统一变量(Uniform):顶点/片段 着色器使用的不变数据
    4. 采样器(Samplers):代表顶点着色器使用纹理的特殊统一变量类型

    顶点着色器的输出

    顶点着色器的输出数据是varying(易变)变量,在图元光栅化阶段,这些varying值为每个生成的片元进行计算,并将结果作为片元着色器的输入数据。从分配给每个顶点的原始varying值来为每个片元生成一个varying值的机制叫做插值。其余的特殊输出有很多,关于点的包括:

    1. gl_Position 指定了着色器在推出执行之后顶点的最终位置。这个变量必须写入到着色器中.
    2. gl_PointSize 用于控制点的输出大小,如果想要顶点着色器程序内部控制点的大小,可以调用

    片段着色器

    片段着色器为片段(像素)上的操作实现了通用的可编程方法,光栅化输出的每个片段都执行一遍片段着色器,对光栅化阶段生成每个片段执行这个着色器,生成一个或多个(多重渲染)颜色值作为输出。

    片段着色器的结构

    在这里插入图片描述

    片段着色器的输入输出

    片段着色器的输入

    片段着色器接受顶点管线最终输出的迭代值,这些输入包括:

    1. 片段的位置,
    2. 已解析的主颜色和辅助颜色
    3. 一系列的纹理坐标
    4. 片段雾坐标距离。

    片段着色器的输出

    在片段着色器中,特殊的输入值经过组合,产生片段的最终值,一些特殊的输出值如下:

    1. gl_FragColor 是片断的最终颜色。
    2. gl_FragDepth 片断的深度值
    3. gl_FragData 允许把数据写入到额外的缓冲区中
      重点可以介绍一下如何渲染多个缓冲区:
      片段着色器可以使用gl_FragData 数组,把值同时输出到多个缓冲区,在数组元素gl_FragData[n] 中写入一个值将导致这个颜色被写入到缓冲区中一个适当的片段中,这个片段位于传递给glDrawBuffers()函数的数组的第n个元素中,片断着色器把值写入到gl_FragColor 或者gl_FragData 中,但是不能同时写入到两者中.
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  • 顶点着色器 什么是顶点着色器? 1 顶点着色器是一组指令代码,这组指令代码在顶点被渲染时执行。 2 同一时间内,只能激活一个顶点着色器。 3 每个源顶点着色器最多拥有128条指令(DirextX8.1),而在DirectX9,...
    顶点着色器
      什么是顶点着色器?
      1 顶点着色器是一组指令代码,这组指令代码在顶点被渲染时执行。
      2 同一时间内,只能激活一个顶点着色器。
      3 每个源顶点着色器最多拥有128条指令(DirextX8.1),而在DirectX9,则可以达到256条。
      为什么大家要使用顶点着色器?
      1 顶点着色器可以提高渲染场景速度。
      2 用顶点着色器你可以做布类仿真,高级别动画,实时修改透视效果(比如水底效果),高级光亮(需要像素着色器支持)
      顶点着色器如何运作?
      简单说来,运作方式如下:当渲染一个顶点时,API会执行你在顶点着色器中所写的指令。依靠这种方法,你可以自己控制每个顶点,包括渲染,确定位置,是否显示在屏幕上。

     

    像素着色器
      什么是像素着色器?
      1 像素着色器也是一组指令,这组指令在顶点中像素被渲染时执行。在每个执行时间,都会有很多像素被渲染。(像素的数目依靠屏幕的分辨率决定)
      2像素着色器的指令和顶点着色器的指令非常接近。像素着色器不能像顶点着色器那样,单独存在。他们在运行的时候,必须有一个顶点着色器被激活。
      为什么大家要使用像素着色器?
      1 像素着色器过去是一种高级图形技术,专门用来提高渲染速度。
      2 和顶点着色器一样,使用像素着色器,程序员能自定义渲染每个像素。
      像素着色器如何运作?
      一个像素着色器操作顶点上单独的像素。和顶点着色器一样,像素着色器源代码也是通过一些API加载到硬件的。

     

    工作流程: 


    转载于:https://www.cnblogs.com/DavidFan/archive/2012/11/14/2770675.html

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  • 1、渲染管线的第一部分是顶点着色器顶点着色器允许我们设置一些简单的顶点属性,顶点着色器将一个顶点作为单独的输入,将顶点进行一些坐标系的变换(局部坐标系,世界坐标系,观察坐标系等)...

    本片文章的最终成果是在屏幕上画出一个三角形。

    涉及的知识主要有:顶点输入,顶点着色器,编译着色器,片段着色器,着色器程序,链接顶点属性,顶点数组对象,索引缓冲对象。

    首先我们来简答介绍一下OpenGL的渲染管线:

    1、渲染管线的第一部分是顶点着色器,顶点着色器允许我们设置一些简单的顶点属性,顶点着色器将一个顶点作为单独的输入,将顶点进行一些坐标系的变换(局部坐标系,世界坐标系,观察坐标系等)。

    2、图元装配阶段:他的输入就是顶点着色器的输出,该阶段的作用就是将顶点装配成指定的图形形状,有点、直线,三角形等,有专门的gl指令。

    3、几何着色器:该阶段的输入是图元装配阶段的输出,他将图元装配阶段生成的图像进行变换生成新的图像,比如一个三角形变成两个三角形,OpenGL中有默认的几何着色着色器。

    4、光栅化:几何着色器的输出会被传入光栅化阶段,光栅化的阶段就是将这些图元映射成最终屏幕上的像素,然后将这些像素传递给片段着色器,在进入片段着色器之前还会进行裁剪,裁剪将极大的提高我们的运行效率。

    5、片段着色器:片段着色器主要计算像素的最终颜色,最终片段着色器包含3D场景的许多数据:光照,阴影,光的颜色等,用来计算最终的呈现在屏幕上的像素的颜色。

    在上面所有的过程都执行完成之后,就会执行最后的阶段:Alpha测试和混合(Blend),这个阶段会测试他的深度,当前的物体有咩有被挡住,如果挡住的话,我们就可以不用画他,Alpha测试是对像素进行透明度的判断,因为片段着色器计算出来的当前像素像素颜色可能不同于同时渲染几个好多物体的时候当前像素的颜色。

    顶点输入

    OpenGL中需要我们自己去设置所画图形的顶点,以此顶点来确定图像的位置,但是OpenGL只接受x,y,z坐标在-1到1之间范围的顶点,并把这个范围之间的顶点称之为的标准化顶点,没有在这个范围内的顶点就不会被画出来。

    所以如果我们需要画出一个三角形的话,我们就要给出一个坐标在标准化范围之内的顶点:

    float vertices[] = {
        -0.5f, -0.5f, 0.0f,
         0.5f, -0.5f, 0.0f,
         0.0f,  0.5f, 0.0f
    };

    注释:因为OpenGL是在3D中工作的,我们现在如果需要渲染一个2D的三角形,只需将z坐标设置为0,也就是他的深度设置为0,这个时候三角形就是一个2D的三角形。

    Tip:标准化坐标系是设置的窗口的中心为坐标系原点,通过标准化坐标系变换到屏幕坐标的过程是根据自己设定的ViewPort的数据,来进行视口变换,最终变换成屏幕坐标。所得到的屏幕坐标又会变成片段进入到片段着色器。

    定义好这样的顶点数据之后,我们就可以将起发送到顶点着色器中去,这是一个从CPU发送数据到GPU中,两者的通信比较耗时,所以我们要尽可能的一次发送多的数据到GPU,我们在GPU中使用一个叫做顶点缓冲对象的东西来管理这一段内存,而且我们还需要告诉OpenGL如何管理这一段内存。

    顶点缓冲对象和其他的OpenGL对象一样,有一个独一无二的ID,我们创建好之后,还需要将这个顶点缓冲对象进行数据的填充,就使用我们刚才创建的那个数组。

    // 我们创建一个ID:VBO
    unsigned int VBO;
    // 然后使用指令和刚才创建的缓冲来生成一个顶点缓冲对象
    glGenBuffers(1, &VBO);
    
    // 然后将我们生成的顶点缓冲对象绑定到对应的类型上
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO); 
    
    // 填充顶点缓冲的数据
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
    /*Tip:第一个参数是目标缓冲的类型:
    第二个参数指定传输数据的大小(以字节为单位);
    第三个参数是我们希望发送的实际数据。
    第四个参数指定了我们希望显卡如何管理给定的数据。它有三种形式:
    GL_STATIC_DRAW :数据不会或几乎不会改变的时候用这个
    GL_DYNAMIC_DRAW:数据会被改变很多用这个
    GL_STREAM_DRAW :数据每次绘制时都会改变用这个
    */

    现在我们就已经将我们的顶点的数据交由一个顶点缓冲对象VBO来管理了。

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  • WebGL的着色器代码分为顶点着色器代码和片元着色器代码两部分,顶点着色器代码会在GPU的顶点着色器单元执行,片元着色器代码会在GPU的片元着色器单元执行,在WebGL渲染管线流程中,或者说GPU的渲染流程中,顶点着色...

    顶点着色器和片元着色器

    本文是WebGL教程(电子书)的2.8节内容

    WebGL的着色器代码分为顶点着色器代码和片元着色器代码两部分,顶点着色器代码会在GPU的顶点着色器单元执行,片元着色器代码会在GPU的片元着色器单元执行,在WebGL渲染管线流程中,或者说GPU的渲染流程中,顶点着色器代码先执行处理顶点,得到一系列片元,然后再执行片元着色器代码处理片元。

    main()函数

    顶点着色器和片元着色器代码都有一个唯一的主函数main(),attribute、varying和uniform类型的变量需要在main函数之外声明,在main函数中通常编写,逐片元或逐顶点处理的代码。

    // attribute、varying和uniform关键字声明变量的位置
    void main(){
      ...
      // 顶点着色代码或者片元着色器代码
      ...
    }
    

    着色器数据传递

    javascript可以通过WebGL相关的API把一些数据传递给顶点着色器和片元着色器。

    在着色器中通过attribute和uniform关键字声明的变量,需要通过javascript代码传递相关的数据。比如通过关键字attribute声明的顶点位置坐标数据,可以通过javascript调用WebGL相关API传递顶点数据。

    着色器编写形式

    顶点着色器、片元着色器代码在javascript代码中以字符串的形式存在,javascript会通过调用相关WebGL API编译处理着色器代码,然后在CPU着色器单元执行。

    在javascript语言中以字符串的形式编写着色器代码比较麻烦,可以在div元素中编写着色器代码,然后通过元素的.innerText属性返回着色器代码字符串即可。

    WebGL着色器代码在javascript以字符串的形式存在。

    //顶点着色器源码
    var vertexShaderSource = '' +
        'void main(){' +
        //给内置变量gl_PointSize赋值像素大小
        '   gl_PointSize=20.0;' +
        //顶点位置,位于坐标原点
        '   gl_Position =vec4(0.0,0.0,0.0,1.0);' +
        '}';
    

    为了方便,可以把着色器代码放在script标签中编写。

    <!-- 顶点着色器源码 -->
    <script id="vertexShader" type="x-shader/x-vertex">
      void main() {
        //给内置变量gl_PointSize赋值像素大小
        gl_PointSize=20.0;
        //顶点位置,位于坐标原点
        gl_Position =vec4(0.0,0.0,0.0,1.0);
      }
    </script>
    

    通过元素的.innerText属性以字符串形式获得script标签中的WebGL着色器代码

    //顶点着色器源码
    var vertexShaderSource = document.getElementById('vertexShader').innerText;
    //片元着色器源码
    var fragShaderSource = document.getElementById('fragmentShader').innerText;
    

    javascript调用相关的WebGL API编译处理着色器代码

    //创建顶点着色器对象
    var vertexShader = gl.createShader(gl.VERTEX_SHADER);
    //创建片元着色器对象
    var fragmentShader = gl.createShader(gl.FRAGMENT_SHADER);
    //引入顶点、片元着色器源代码
    gl.shaderSource(vertexShader,vertexShaderSource);
    gl.shaderSource(fragmentShader,fragmentShaderSource);
    //编译顶点、片元着色器
    gl.compileShader(vertexShader);
    gl.compileShader(fragmentShader);
    
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  • 着色器(Shader)之顶点着色器

    千次阅读 2019-02-18 20:02:54
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  • 顶点着色器和片断着色器详解
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  • opengl顶点着色器

    2016-08-08 15:09:01
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    2019-12-16 21:46:29
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    2017-03-13 10:50:59
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  • 顶点着色器和片段着色器的区别

    千次阅读 2019-06-07 13:52:45
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  • 【OpenGL ES】顶点着色器

    千次阅读 2017-10-24 20:36:54
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    千次阅读 2019-07-24 12:06:44
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空空如也

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顶点着色器