在上一节的文章中，我们对着色器的基础有一些基础的认识。学习到这里，下面我们挽起裤管就是干，看看着色器在开发中的应用
有不对的地方希望大佬拍板 ヽ(´з｀)ﾉ
创建着色器（shader）
这里先贴上安卓代码，然后在做进一步的讲解（笔者一直在使用这个，感觉非常的好用）
public int loadshader(int shaderType, String source) {
int shader = GLES20.glCreateShader(shaderType);
if (shader != 0) {
//加载shader的源代码
GLES20.glShaderSource(shader, source);
//编译shader
GLES20.glCompileShader(shader);
//声明一个数组存放着色器
int[] shaderNum = new int[1];
GLES20.glGetShaderiv(shader, GLES20.GL_COMPILE_STATUS, shaderNum, 0);
if (shaderNum[0] != 0) {
Log.e("ES20_ERROR", "Could not compile shader " + shaderType + ":");
Log.e("ES20_ERROR", GLES20.glGetShaderInfoLog(shader));
GLES20.glDeleteShader(shader);
shader = 0;
}
}
return shader;
}
public int CreateProgram(String vertexSource, String fragmentSource) {
//加载顶点着色器
int vertexProgram = loadshader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER, vertexSource);
if (vertexProgram == 0) {
return 0;
}
//加载片元着色器
int fragmentProgram = loadshader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentSource);
if (fragmentProgram == 0) {
return 0;
}
//创建程序
int program = GLES20.glCreateProgram();
//若程序创建成功则向程序中加入顶点着色器与片元着色器
if (program != 0) {
//绑定顶点着色器
GLES20.glAttachShader(program, vertexProgram);
checkGlError("glAttachShader");//检测错误
//绑定片元着色器
GLES20.glAttachShader(program, fragmentProgram);
checkGlError("fragmentProgram");//检测错误
GLES20.glLinkProgram(program);//链接程序
//---------实际这一步都已经成功了，只是要检测错误的着色器
//存放连接错误的数据
int[] linkstatus = new int[1];
//获取program的连接情况
GLES20.glGetProgramiv(program, GLES20.GL_LINK_STATUS, linkstatus, 0);
if (linkstatus[0] != GLES20.GL_TRUE) {
Log.e("ES20_ERROR", "Could not link program: ");
Log.e("ES20_ERROR", GLES20.glGetProgramInfoLog(program));
GLES20.glDeleteProgram(program);
program = 0;
}
}
return program;
}
//检测错误
public void checkGlError(String op) {
int error;
while ((error = GLES20.glGetError()) != GLES20.GL_NO_ERROR) {
Log.e("ES20_ERROR", op + ": glError " + error);
throw new RuntimeException(op + ": glError " + error);
}
}
好了，这就是全部的生成顶点着色器和片元着色器的全部代码了，是不是很简单。哈哈......学到这里，笔者来给大家讲解一些方法在着色器中的作用，方面大家理解，记忆
glCreateProgram
函数原型：int glCreateProgram ()
在连接着色器之前，应该先创建着色器接收程序的容器，该方法相当于就是创建一个容器。
如果创建成功，返回一个正整数作为该着色器程序的id。
glAttachShader
函数原型：void glAttachShader (int program, int shader)
绑定顶点着色器着色器和片元着色器，绑定到容器中。它们都是同一个方法。
glLinkProgram
函数原型：void glLinkProgram (int program)
链接程序
glGetProgramiv
函数原型：void glGetProgramiv(int var0, int var1, int[] var2, int var3)
获取program的连接情况
在这里创建着色器程序的代码基本介绍完毕了，在CreateProgram方法中，返回一个int类型的变量，我暂时把这个int类型的变量叫做变量A，在使用时，还会用到glUseProgram。
glUseProgram
函数原型：void glUseProgram(int var0);
它的作用就是使用某套share程序
使用着色器（shader）
同样，我们先上代码，从代码中讲解
//初始化着色器
public void initShader(FGLView view) {
//加载顶点着色器的脚本内容
String mVertexShader = loadFromAssetsFile("vertex.glsl", view.getResources());
//加载片元着色器的脚本内容
String mFragmentShader = loadFromAssetsFile("frag.glsl", view.getResources());
//基于顶点着色器与片元着色器创建程序
mProgram = CreateProgram(mVertexShader, mFragmentShader);
//获取程序中顶点位置属性引用id
maPositionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "aPosition");
//获取程序中顶点纹理坐标属性引用id
maTexCoorHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "aTexCoor");
//获取程序中总变换矩阵引用id
muMVPMatrixHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uMVPMatrix");
}
//流文件读取assets下面的着色器文件
public String loadFromAssetsFile(String frame, Resources r) {
String result = null;
try {
InputStream is = r.getAssets().open(frame);
int ch = 0;
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
while ((ch = is.read()) != -1) {
baos.write(ch);
}
byte[] buff = baos.toByteArray();
baos.close();
is.close();
result = new String(buff, "UTF-8");
result = result.replaceAll("\\r\\n", "\n");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return result;
}
在这个代码中，loadFromAssetsFile方法我们不用多说，就是在代码中通过流的形式，加载着色器文件
下面为大家讲解用到的方法
glGetAttribLocation
函数原型：int glGetAttribLocation(int var0, String var1)
这个方法主要是用来绑定属性的id，这里的id是顶点着色器中的id（位置，纹理，变换矩阵名称），如果有读者不明白顶点着色器，请参考第一章（https://www.jianshu.com/p/ca4c54b2b3db）
public void drawSelf(int texId) {
//制定使用某套share程序
GLES20.glUseProgram(mProgram);
MatrixState.setInitStack();
//位移操作
MatrixState.transtate(0, 0, 1);
MatrixState.rotate(xAngle, 1, 0, 0);
MatrixState.rotate(yAngle, 0, 1, 0);
MatrixState.rotate(zAngle, 0, 0, 1);
//给着色器赋值
GLES20.glUniformMatrix4fv(muMVPMatrixHandle, 1,
false, MatrixState.getFinalMatrix(), 0);
//画笔设置顶点数据
GLES20.glVertexAttribPointer(maPositionHandle, 3, GLES20.GL_FLOAT,
false, 0, mVertexBuffer);
//画笔给纹理设置数据
GLES20.glVertexAttribPointer(maTexCoorHandle, 2, GLES20.GL_FLOAT,
false, 0, mTexCoorBuffer);
//开启顶点和纹理绘制
GLES20.glEnableVertexAttribArray(maPositionHandle);
GLES20.glEnableVertexAttribArray(maTexCoorHandle);
//绑定纹理
GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE0);
GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, texId);
//绘制
GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vCount);
}
glVertexAttribPointer
画笔设置顶点、颜色、纹理数据
函数原型：void glVertexAttribPointer(int indx, int size, int type, boolean normalized, int stride, Buffer ptr)
indx：指定要修改的顶点属性的索引值
size：指定每个顶点属性的组件数量。必须为1、2、3或者4。初始值为4。（如position是由3个（x,y,z）组成，而颜色是4个（r,g,b,a））
type：指定数组中每个组件的数据类型。可用的符号常量有GL_BYTE, GL_UNSIGNED_BYTE, GL_SHORT,GL_UNSIGNED_SHORT, GL_FIXED, 和 GL_FLOAT，初始值为GL_FLOAT。
normalized：指定当被访问时，固定点数据值是否应该被归一化（GL_TRUE）或者直接转换为固定点值（GL_FALSE）。
stride：指定连续顶点属性之间的偏移量。如果为0，那么顶点属性会被理解为：它们是紧密排列在一起的。初始值为0。
ptr：指定一个指针，指向数组中第一个顶点属性的第一个组件。初始值为0。
glEnableVertexAttribArray
开启顶点和纹理绘制（允许顶点着色器读取GPU（服务器端）数据。）
函数原型：void glEnableVertexAttribArray(int var0)
var0：着色器顶点数据
glActiveTexture
该函数选择一个纹理单元，线面的纹理函数将作用于该纹理单元上，参数为符号常量GL_TEXTUREi ，i的取值范围为0~K-1，K是OpenGL实现支持的最大纹理单元数，可以使用GL_MAX_TEXTURE_UNITS来调用函数glGetIntegerv()获取该值。
glBindTexture
绑定纹理数据
函数原型：glBindTexture(int var0, int var1);
var0:纹理类型
var1:纹理数据
glDrawArrays和glDrawElements
glDrawArrays
函数原型：GL_APICALL void GL_APIENTRY glDrawArrays (GLenum mode, GLint first, GLsizei count);
mode：绘制方式，OpenGL2.0以后提供以下参数：GL_POINTS、GL_LINES、GL_LINE_LOOP、GL_LINE_STRIP、GL_TRIANGLES、GL_TRIANGLE_STRIP、GL_TRIANGLE_FAN。
first：从数组缓存中的哪一位开始绘制，一般为0。
count：数组中顶点的数量。
glDrawElements
函数原型：void glDrawElements( GLenum mode, GLsizei count,
GLenum type, const GLvoid *indices）；
mode指定绘制图元的类型，它应该是下列值之一，GL_POINTS, GL_LINE_STRIP, GL_LINE_LOOP, GL_LINES, GL_TRIANGLE_STRIP, GL_TRIANGLE_FAN, GL_TRIANGLES, GL_QUAD_STRIP, GL_QUADS, and GL_POLYGON.
count为绘制图元的数量乘上一个图元的顶点数。
type为索引值的类型，只能是下列值之一：GL_UNSIGNED_BYTE, GL_UNSIGNED_SHORT, or GL_UNSIGNED_INT。
indices：指向索引存贮位置的指针。
在这里着重讲解一下这几个方法：
GL_LINES_STRIP（条带线）：按照顶点顺序连接顶点
GL_TRIANGLES（循环线）：按照顶点顺序连接顶点，最后一个点连接第一点
GL_TRIANGLES（三角形）：三个点一组，如果不够三个点就会舍弃 多余的点
GL_TRIANGLE_STRIP（三角形带）：顶点按照顺序依次 组成三角形绘制，最后实际形成的是一个三角型带
GL_TRIANGLE_FAN（三角形扇面）：将第一个点作为中心点，其他点作为边缘点，绘制一系列的组成扇形的三角形
相同点：它们的作用都是矩阵数据渲染图元、进行绘制
异同：（这是笔者自己的理解，文采有限...哈哈哈）在移动平台中，glDrawArrays绘制通过每三个点绘制一个三角形，在面点数据中，不会重用顶点数据。glDrawElements绘制也是通过每三个点绘制一个三角形，但是会重用顶点数据，也就是绘制相同的结果。glDrawElements需要的顶点数据会更少，看下面图更容易理解：
在MatrixState方法中，封装了对变换矩阵的常用方法（这套结构读者可以自己封装，方法名也可以自行命名）。在代码中解释也很清楚。请读者自己查看理解
public class MatrixState {
private static float[] mProjMatrix = new float[16];//4x4矩阵 投影用
private static float[] mVMatrix = new float[16];//摄像机位置朝向9参数矩阵
private static float[] mMVPMatrix;//最后起作用的总变换矩阵
static float[] mMMatrix = new float[16];//具体物体的移动旋转矩阵
//获取不变换初始矩阵
public static void setInitStack() {
Matrix.setRotateM(mMMatrix, 0, 0, 1, 0, 0);
}
//设置沿xyz轴移动
public static void transtate(float x, float y, float z) {
Matrix.translateM(mMMatrix, 0, x, y, z);
}
//设置绕xyz轴转动
public static void rotate(float angle, float x, float y, float z) {
Matrix.rotateM(mMMatrix, 0, angle, x, y, z);
}
/**
* 作用：设置摄像机
* 前三个：摄像机位置x y z
* 中间三个：摄像机目标点x y z
* 后三个：摄像机UP向量X分量，摄像机UP向量Y分量，摄像机UP向量Z分量
*/
public static void setCamera(float cx, float cy, float cz, float tx, float ty, float tz, float upx, float upy, float upz) {
Matrix.setLookAtM(mVMatrix, 0,
cx, cy, cz,
tx, ty, tz,
upx, upy, upz);
}
/**
* 作用：设置透视投影参数
* 前四个：near面的left，right，bottom，top
* 后两个：near面距离，far面距离
*/
public static void setProject(float left, float right, float bottom, float top, float near, float far) {
Matrix.frustumM(mProjMatrix, 0, left, right, bottom, top, near, far);
}
//获取具体物体的总变换矩阵( // 合并投影和视口矩阵 )
public static float[] getFinalMatrix() {
mMVPMatrix = new float[16];
Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix, 0, mVMatrix, 0, mMMatrix, 0);
Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix, 0, mProjMatrix, 0, mMVPMatrix, 0);
return mMVPMatrix;
}
}
