一、關(guān)于著色器

著色器是用來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像渲染的，用來(lái)替代固定渲染管線的可編程程序。著色器替代了傳統(tǒng)的固定渲染管線，可以實(shí)現(xiàn)3D圖形學(xué)計(jì)算中的相關(guān)計(jì)算，由于其可編程性，可以實(shí)現(xiàn)各種各樣的圖像效果而不用受顯卡的固定渲染管線限制。這極大的提高了圖像的畫質(zhì)。
OpenGLES的著色器語(yǔ)言GLSL是一種高級(jí)的圖形化編程語(yǔ)言，其源自應(yīng)用廣泛的C語(yǔ)言。與傳統(tǒng)的C語(yǔ)言不同的是，它提供了更加豐富的針對(duì)于圖像處理的原生類型，諸如向量、矩陣之類。GLSL雖然是基于C/C++的語(yǔ)言，但是它和C/C++還是有很大的不同的，比如在GLSL中沒(méi)有double、long等類型，沒(méi)有union、enum、unsigned以及位運(yùn)算等特性。OpenGLES 主要包含以下特性：
GLSL是一種面向過(guò)程的語(yǔ)言，和Java的面向?qū)ο笫遣煌摹?br> GLSL的基本語(yǔ)法與C/C++基本相同。
它完美的支持向量和矩陣操作。
它是通過(guò)限定符操作來(lái)管理輸入輸出類型的。
GLSL提供了大量的內(nèi)置函數(shù)來(lái)提供豐富的擴(kuò)展功能。

二、數(shù)據(jù)類型

GLSL中的數(shù)據(jù)類型主要分為標(biāo)量、向量、矩陣、采樣器、結(jié)構(gòu)體、數(shù)組、空類型七種類型：
標(biāo)量：標(biāo)量表示的是只有大小沒(méi)有方向的量，在GLSL中標(biāo)量只有bool、int和float三種。對(duì)于int，和C一樣，可以寫為十進(jìn)制（16）、八進(jìn)制（020）或者十六進(jìn)制（0x10）。關(guān)于進(jìn)制不了解的，得自己補(bǔ)補(bǔ)，這是編程基礎(chǔ)。對(duì)于標(biāo)量的運(yùn)算，我們最需要注意的是精度，防止溢出問(wèn)題。
向量：向量我們可以看做是數(shù)組，在GLSL通常用于儲(chǔ)存顏色、坐標(biāo)等數(shù)據(jù)，針對(duì)維數(shù)，可分為二維、三維和四位向量。針對(duì)存儲(chǔ)的標(biāo)量類型，可以分為bool、int和float。共有vec2、vec3、vec4，ivec2、ivec3、ivec4、bvec2、bvec3和bvec4九種類型，數(shù)組代表維數(shù)、i表示int類型、b表示bool類型。需要注意的是，GLSL中的向量表示豎向量，所以與矩陣相乘進(jìn)行變換時(shí)，矩陣在前，向量在后（與DirectX正好相反）。向量在GPU中由硬件支持運(yùn)算，比CPU快的多。
作為顏色向量時(shí)，用rgba表示分量，就如同取數(shù)組的中具體數(shù)據(jù)的索引值。三維顏色向量就用rgb表示分量。比如對(duì)于顏色向量vec4 color，color[0]和color.r都表示color向量的第一個(gè)值，也就是紅色的分量。其他相同。
作為位置向量時(shí)，用xyzw表示分量，xyz分別表示xyz坐標(biāo)，w表示向量的模。三維坐標(biāo)向量為xyz表示分量，二維向量為xy表示分量。
作為紋理向量時(shí)，用stpq表示分量，三維用stp表示分量，二維用st表示分量。
矩陣：在GLSL中矩陣擁有22、33、4*4三種類型的矩陣，分別用mat2、mat3、mat4表示。我們可以把矩陣看做是一個(gè)二維數(shù)組，也可以用二維數(shù)組下表的方式取里面具體位置的值。
采樣器：采樣器是專門用來(lái)對(duì)紋理進(jìn)行采樣工作的，在GLSL中一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)采樣器變量表示一副或者一套紋理貼圖。所謂的紋理貼圖可以理解為我們看到的物體上的皮膚。
結(jié)構(gòu)體：和C語(yǔ)言中的結(jié)構(gòu)體相同，用struct來(lái)定義結(jié)構(gòu)體，關(guān)于結(jié)構(gòu)體參考C語(yǔ)言中的結(jié)構(gòu)體。
數(shù)組：數(shù)組知識(shí)也和C中相同，不同的是數(shù)組聲明時(shí)可以不指定大小，但是建議在不必要的情況下，還是指定大小的好。
空類型：空類型用void表示，僅用來(lái)聲明不返回任何值得函數(shù)。
變量聲明示例：
float a=1.0; //申明float類型
int b=1; //聲明int類型
bool c=true; //聲明boolean類型
vec2 d=vec2(1.0,2.0); //聲明向量類型
vec3 e=vec3(1.0,2.0,3.0) //聲明向量類型
vec4 f=vec4(vec3,1.2);//聲明向量類型
vec4 g=vec4(0.2); //相當(dāng)于vec(0.2,0.2,0.2,0.2)
vec4 h=vec4(a,a,1.3,a);//聲明向量類型
mat2 i=mat2(0.1,0.5,1.2,2.4); //聲明矩陣類型
mat2 j=mat2(0.8); //相當(dāng)于mat2(0.8,0.8,0.8,0.8)
mat3 k=mat3(e,e,1.2,1.6,1.8);//聲明矩陣類型

三、運(yùn)算符

GLSL中的運(yùn)算符有（越靠前，運(yùn)算優(yōu)先級(jí)越高）：

1. 索引：[]
2. 前綴自加和自減：++，–
3. 一元非和邏輯非：~，！
4. 加法和減法：+，-
5. 等于和不等于：==，！=
6. 邏輯異或：^^
7. 三元運(yùn)算符號(hào)，選擇：？:
8. 成員選擇與混合：.
9. 后綴自加和自減：++，–
10. 乘法和除法：*，/
11. 關(guān)系運(yùn)算符：>，<，=，>=，<=，<>
12. 邏輯與：&&
13. 邏輯或：||
14. 賦值預(yù)算：=，+=，-=，*=，/=

四、限定符

名稱 介紹
attritude 一般用于各個(gè)頂點(diǎn)各不相同的量。如頂點(diǎn)顏色、坐標(biāo)等。
uniform 一般用于對(duì)于3D物體中所有頂點(diǎn)都相同的量。比如光源位置，統(tǒng)一變換矩陣等。
varying 表示易變量，一般用于頂點(diǎn)著色器傳遞到片元著色器的量。
const 常量

五、流程控制

GLSL中的流程控制與C中基本相同，主要有：
?if(){}、if(){}else{}、if(){}else if(){}else{}
?while(){}和do{}while()
?for(;;){}
?break和continue

六、函數(shù)

1.常見(jiàn)函數(shù)
radians(x)：角度轉(zhuǎn)弧度
degrees(x)：弧度轉(zhuǎn)角度
sin(x)：正弦函數(shù)，傳入值為弧度。相同的還有cos余弦函數(shù)、tan正切函數(shù)、asin反正弦、acos反余弦、atan反正切
pow(x,y)：xyxy
exp(x)：exex
exp2(x)：2x2x
log(x)：logexlogex
log2(x)：log2xlog2x
sqrt(x)：x√x
inversesqr(x)：1x√1x
abs(x)：取x的絕對(duì)值
sign(x)：x>0返回1.0，x<0返回-1.0，否則返回0.0
ceil(x)：返回大于或者等于x的整數(shù)
floor(x)：返回小于或者等于x的整數(shù)
fract(x)：返回x-floor(x)的值
mod(x,y)：取模（求余）
min(x,y)：獲取xy中小的那個(gè)
max(x,y)：獲取xy中大的那個(gè)
mix(x,y,a)：返回x?(1?a)+y?ax?(1?a)+y?a
step(x,a)：x< a返回0.0，否則返回1.0
smoothstep(x,y,a)：a < x返回0.0，a>y返回1.0，否則返回0.0-1.0之間平滑的Hermite插值。
dFdx(p)：p在x方向上的偏導(dǎo)數(shù)
dFdy(p)：p在y方向上的偏導(dǎo)數(shù)
fwidth(p)：p在x和y方向上的偏導(dǎo)數(shù)的絕對(duì)值之和
2.幾何函數(shù)
length(x)：計(jì)算向量x的長(zhǎng)度
distance(x,y)：返回向量xy之間的距離
dot(x,y)：返回向量xy的點(diǎn)積
cross(x,y)：返回向量xy的差積
normalize(x)：返回與x向量方向相同，長(zhǎng)度為1的向量
3.矩陣函數(shù)
matrixCompMult(x,y)：將矩陣相乘
lessThan(x,y)：返回向量xy的各個(gè)分量執(zhí)行x< y的結(jié)果，類似的有g(shù)reaterThan,equal,notEqual
lessThanEqual(x,y)：返回向量xy的各個(gè)分量執(zhí)行x<= y的結(jié)果，類似的有類似的有g(shù)reaterThanEqual
any(bvec x)：x有一個(gè)元素為true，則為true
all(bvec x)：x所有元素為true，則返回true，否則返回false
not(bvec x)：x所有分量執(zhí)行邏輯非運(yùn)算
4.紋理采樣函數(shù)
紋理采樣函數(shù)有texture2D、texture2DProj、texture2DLod、texture2DProjLod、textureCube、textureCubeLod及texture3D、texture3DProj、texture3DLod、texture3DProjLod等。
texture表示紋理采樣，2D表示對(duì)2D紋理采樣，3D表示對(duì)3D紋理采樣
Lod后綴，只適用于頂點(diǎn)著色器采樣
Proj表示紋理坐標(biāo)st會(huì)除以q

七、總結(jié)

其實(shí)GLSL這塊沒(méi)這么簡(jiǎn)單，他也是基于c的高級(jí)語(yǔ)言，所以這里就大致的記錄下，有興趣還需要好好的研究這門語(yǔ)言。比如一些美顏的效果需要借助這門語(yǔ)言+算法+圖像知識(shí)。