OpenGL

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基本概况

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GLSL（OpenGL Shading Language）

GLSL（OpenGL Shading Language）：这一着色器语言完成着色器工作

• OpenGl着色语言：https://www.kancloud.cn/qihangkong/glslang-spec/1704656
• https://www.khronos.org/opengl/wiki/Data_Type_(GLSL)

# 简介与核心思想
> [功能] 负责记录着像素点的位置和颜色。

# GLSL（OpenGL Shading Language）：这一着色器语言完成着色器工作
> OpenGL着色器语言与C语言相似。
> 着色器通常分为几何着色器（Geometry Shader）、顶点着色器（Vertex Shader）、片元着色器（Fragment Shader）等等

# 基本知识
> 固定渲染管线：WebGL中不存在固定渲染管线
> 可编辑渲染管线


# GLSL向量与矩阵类型
> 基础类型：float，double， int，  uint， bool
> 2D向量：  vec2，dvec2，   ivec2，uvec2，bvec2
> 3D向量：  vec3，dvec3，   ivec3，uvec3，bvec3
> 4D向量：  vec4，dvec4，   ivec4，uvec4，bvec4
> 矩阵类型：

# 变量-向量类型
> vecN，bvecN，ivecN，uvecN，dvecN，N表示向量维数(N=1,2,3,4)
> 含前缀b为bool向量，i为int向量，u为uint向量，d为double向量，不含前缀为float向量
> 可以通过.xyzw(直角坐标)或者.rgba(颜色分量)或者.stpq(纹理坐标)分别访问第1、2、3、4个分量，并且分量可以随其重组，构成新的向量。

# 矩阵类型
> mat2，mat3，mat4分别为2x2，3x3，4x4 float矩阵，如mat2 m=mat2(1.0,2.0,3.0,4.0);构造一个2x2的矩阵，(1.0,2.0)为第一列，(3.0,4.0)为第二列。

# 纹理类型
> sampler2D，samplerCube分别为2D纹理和立方体纹理

# 结构体
> 与C语言结构体类似

# 数组
> GLSL中只能使用一维数组。

# 变量限定符
> in和out：in和out设定变量为输入或输出，out标识的变量被送往下一着色器阶段，如果在下一阶段的in变量与该out变量相同（名称和类型都要相同），则使用该out变量的值。in和out还可以用于接口块(Interface Block)，以传送一组数据，如下面示例的Interface_Block。如果片段着色器定义out vec4变量，则该变量就是最终的像素颜色。此外为方便在OpenGL中找到变量位置，可使用layout，layout(location=n)标识变量的位置，OpenGL中glVertexAttribPointer的第一个参数就是这个n的值，通过这个位置可以很方便设置顶点属性，如果没有这个标识符，则需要在OpenGL中使用glGetAttribLocation查找变量位置。


# const常量
> 表示着色器中的某个变量是恒定的常量。


# --------------------------------------- #
# 存储限定字
# --------------------------------------- #
# Uniforms变量[只读] [一致性]：将相关信息传入片元着色器
> [作用] 设定在一帧的所有绘制中相同的数据，例如光源颜色、亮度、全局变换以及透视数据等等。
> uniforn变量可以用在顶点着色器和片元着色器中,且必须是全局变量。
> 它可以是除了数组或结构体之外的任意类型。如果顶点着色器和片元着色器中声明了同名的 uniforn变量,那么它就会被两种着色器共享。
> 顶点着色器和片元着色器对其中 uniform变量的数量限制与设备有关,且各不相同。
<script type="x-shader/x-vertex" id="vertexshader">
  attribute vec4 a_Position;
  uniform mat4 u_MvpMatrix;

  void main() {
    gl_Position = u_MvpMatrix * a_Position;
  }
</script>
<script type="x-shader/x-fragment" id="fragmentshader">
  void main() {
    
  }  
</script>

# Varyings变量[可变性]：将相关信息传入片元着色器
> varying变量必须是全局变量,它的任务是从顶点着色器向片元着色器传输数据。我们必须在两种着色器中声明同名、同类型的 varying变量。
> varying变量的数量限制也与设备有关,至少支持8个。
> 如果顶点着色器与片元着色器中有类型和命名都相同的varying变量，那么顶点着色器赋给该变量的值就会被自动地传入片元着色器。

# Attributes变量
> [作用] 用于存储颜色、纹理坐标以及其他需要在JavaScript代码和 vertex shader 之间互相传递的数据,表示[逐顶点]的相关信息。
> [注意] 只能出现在[顶点着色器]中，只能被声明为[全局变量]。
> attribute变量类型限制为：float、vec2、vec3、vec4、mat2、mat3、mat4。
<script type="x-shader/x-vertex" id="vertexshader">
  attribute vec4 a_Position;
  attribute vec4 a_Color;
  varying vec4 v_Color;

  void main() {
    gl_Position = u_MvpMatrix * a_Position;
    v_Color = a_Color;
  }
</script>
<script type="x-shader/x-fragment" id="fragmentshader">
  varying vec4 v_Color;

  void main() {
    gl_FragColor = v_Color;
  }  
</script>





# 控制语句 | 与JavaScript一样

# 语句
> continue、break、discard

# 通用函数
> abs(x)：x的绝对值
> sign(x)：返回x的符号，用-1，0，1表示
> floor(x)：小于或等于x的最接近整数
> ceil(x)：大于或等于x的最接近整数
> fract(x)：x的小数部分
> mod(x,y)：x/y的余
> min(x,y)：最小值
> max(x,y)：最大值
> clamp(x,minVar,maxVar)：将x限制在minVar和maxVar之间
> mix(x,y,a)：x*(1-a)+y*a
> step(edge, x)：x
> smoothstep(edge0, edge1, x)：x <= edge0时返回0，x  >=edge1返回1，否则返回介于0和1之间的值

# 三角函数
> sin(正弦), cos(余弦), tan(正切), asin(反正弦), acos(反余弦), atan(反正切)

# 指数函数
> pow(x), exp(自然指数), 1o9(自然对数), exp2(2), 1o92(以2为底对数), sqrt(开平方), inversesgrt(开平方的倒数)

# 角度函数
> radians(角度制转弧度制), degrees(弧度制转角度值)

# 指数函数
> pow(x,y)  exp(x)  exp2(x)	x的y次方，e的x次方，2的x次方
> log(x)  log2(x)	e为底的对数，2为底的对数
> sqrt(x)  inversesqrt(x)	平方根和平方根的倒数

# 几何函数
> length(x)	向量x的长度
> distance(x,y)	向量x到向量y的距离
> dot(x,y)  向量x和向量y的点积
> cross(x,y)	向量x和向量y的叉积
> normalize(x)	向量x标准化
> reflect (x, N) 向量x在法向量为N的面上的反射向量x–2∗dot(N, x)∗N
> faceforward(N, x,y)	xy面朝向，dot(x,y)<0则返回N，否则返回-N
> refract(x,N,eta)	向量x在法向量为N，折射率为eta的平面上的折射向量
> 1ength(失量长度), distance(两点间距离),dot(内积), cross(外积),normalize(归一化), reflect(失量反射), faceforward(使向量“朝前”)

# 纹理查询函数
> texture(sampler,coord)：如果是2D纹理采样，sampler为采样的纹理，coord为vec2类型的坐标；如果是立方体纹理采样，sampler为采样的立方体纹理，coord为vec3类型的坐标。
> texture2D(在二维理中获取纹素), texturecube(在立方体纹理中获取纹素),texture2Dproj( texture.2D的投影版本), 
> texture2DLod( texture2D的全字塔版本), texturecubelod( texturecube的金字塔版本), texture2DprojLod( texture2DLod的投版本)

# 矩阵函数
> matrixcmpmu1t(逐元素東法)

# 矢量函数
> 1essthan(逐元素小于), essthanequa1(逐元素小于等于), greater Than(逐元素大于), greaterthanequal(逐元素大于等于), equal(逐元素相等),notEqua1(逐元素不等),any(任一元素为true则为true),al1(所有元素为true则为true),not(逐元素取补)


# 精度限定词

# 预处理和指令