目錄

1. GLSl是什么？
2. GLSL特有語法
3. Shader的渲染流程
4. EGL上下文環(huán)境
5. 參考
6. 收獲

一、GLSL是什么？

GLSL（OpenGL Shading Language），是用來在OpenGL中編寫著色器（頂點著色器和片元著色器）程序的語言，該程序會在GPU（Graphic Processor Unit）上執(zhí)行，使得渲染管線具有可編程行。

二、GLSL的特有語法

GLSL和C非常相似，基本類型、函數(shù)、結(jié)構(gòu)體（stuct、對應(yīng)java的class）比較常用，流程控制等。沒有指針，但增加了不少著色器特有的基本類型。
學(xué)習(xí)一門語言首先看它的數(shù)據(jù)類型的表示，再學(xué)習(xí)具體的運行流程，由于運行流程上和C、Java等語言基本一致。所以我們來重點看看GLSL特有的數(shù)據(jù)類型的表示，從基本類型、修飾符、內(nèi)置變量、內(nèi)置函數(shù)四個方面說明。

2.1 基本類型

在計算機(jī)圖形中，向量和矩陣是變換的基礎(chǔ)，這兩種數(shù)據(jù)類型也是GLSL的核心

vec2 ，vec3 ，vec4：浮點向量
ivec2 ，ivec3 ，ivec4：整數(shù)向量
uvec2 ，uvec3 ，uvec4：無符號整型向量
bvec2 ，bvec3 ，bvec4：boolean向量
mat2,mat3,mat4,mat2x3…： 浮點矩陣

sampler2D ： 二維紋理句柄

2.2 修飾符

const： （只讀） 常量變量
attribute： 只能用于頂點著色器，用于經(jīng)常更改的信息
uniform: (始終如一的)用于不經(jīng)常更改的信息，可用于頂點和片元著色器
varying： （易變的）用于修飾從頂點著色器向片元著色器傳遞變量。

2.3 內(nèi)置變量

最常見的是頂點著色器和片元著色器的輸出變量

Vertex Shader的內(nèi)置變量 ： gl_position和gl_pointSize
FragmentShader的內(nèi)置變量： gl_FragColor

2. 4 函數(shù)與內(nèi)置函數(shù)

GLSL的函數(shù)和C的函數(shù)使用基本一致，在定義函數(shù)前，必須要先聲明。
不同之處在于GLSL在函數(shù)參數(shù)的傳遞上提供了特殊的限定符(修飾符)，和aidl有點類似，具體如下

in : 默認(rèn)模式， 值傳遞的方式，不能修改
inout: 引用傳遞，允許修改，修改后函數(shù)退出后發(fā)生變化
out： 表示改變量的值不被傳入函數(shù)，但在函數(shù)返回時將被修改

GLSL語言最強(qiáng)大的功能之一是提供了內(nèi)置函數(shù)

常用的如下：

abs： 絕對值
floor： 向下取整
ceil：向上取整
mod：取模
min：最小
max：最大
clamp：中間值
dot： 計算兩個向量的點積
pow：計算標(biāo)量的冪次

在每個shader中必須有且只能有一個main函數(shù)

三、Shader的渲染流程

了解了GLSL的基本語法，下面我們來學(xué)習(xí)下如何把Shader傳遞給OpenGL的渲染管線。

3.1 OpenGL的渲染架構(gòu)

圖片來源：[OpenGL入門第二課--常用的固定存儲著色器]

從上圖中我們可以看出整個管線分為2部分，Client和Server
Client就是我們編寫的程序代碼以及OpenGL API，這部分運行在CPU上
Server 是真正完成渲染操作的，它運行中GPU上
Client和Server的通信只能通過Attributes屬性、Uniforms和Texture Data紋理數(shù)據(jù)這三種數(shù)據(jù)類型。并且Attributes屬性只能傳給頂點著色器

3.2 如何創(chuàng)建Shader可執(zhí)行程序？

圖片來自《音視頻開發(fā)進(jìn)階指南》

下面看下如何創(chuàng)建創(chuàng)建在GPU可執(zhí)行程序（Program）

我們通過上圖可以看到分為四個環(huán)節(jié)

1. 創(chuàng)建program ：glCreateProgram
2. attachShader: 創(chuàng)建頂點和片元著色器、設(shè)置source、編譯，attach到program
3. 鏈接： glLinkProgram
4. 使用: glUseProgram

四、EGL環(huán)境

OpenGL 不負(fù)責(zé)窗口和上下文的管理，該職責(zé)有各平臺自己實現(xiàn)，比如android平臺的EGL就是擔(dān)當(dāng)這個角色, 它是 OpenGL ES 和 native window system 之間的接口.
EGL采用雙緩沖工作模式，F(xiàn)ront Frame Buffer和Back Frame Buffer，正常繪制操縱的目標(biāo)都在Back Frame Buffer ，操作完畢之后調(diào)用eglSwapBuffer將繪制完畢的FrameBuffer交換到Front Frame Buffer并顯示。
在android中GlSurfaceView實現(xiàn)了EGL環(huán)境和GLThread線程，下一篇我們通過對GlSurfaceView使用來繪制平面圖形。

五、參考

《音視頻開發(fā)進(jìn)階指南》
《OpenGL ES 3.0編程指南》
[GLSL基礎(chǔ)語法介紹]

六、收獲

1. 了解GLSL的概念和語法
2. 了解Shader渲染架構(gòu)和程序的執(zhí)行流程
3. 了解EGL

感謝你的閱讀。

最近這兩篇都是OpenGL的基本概念和語法流程，這些知識和概念是非常重要的，要把這些基礎(chǔ)知識吸收內(nèi)化，下一篇我們來開啟實戰(zhàn)篇“OpenGL ES 繪制平面圖形” 歡迎關(guān)注公眾號“音視頻開發(fā)之旅”，一起學(xué)習(xí)成長。

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