OpenGL ES 2.0

1、OpenGL ES 2.0 OpenGL ES 2.0 是可編程渲染管線（并行） Vertex shader(頂點渲染) Pixel shader(像素渲染)OpenGL ES 2.0 渲染管線2.0渲染管線 頂點著色器替換變換和光照 片元著色器替換紋理環(huán)境和顏色求和、霧、Alpha測試Opengl ES 2.0 變化2.0 中沒有 matrix stack，程序開發(fā)者必須自行計算投影矩陣以及各物件的 transform matrix，再傳到 shader 里做計算，雖然 GPU 端的程序有矩陣運算能力，但在 CPU 端就需要自己實現矩陣運算了取消了 glBegin()/glEnd 這種 im

2、mediate 模式的函數，vertex 數據必須用 buffer object 或者 vertex array 來處理vertex 的所有屬性(包含自身的位置、顏色、normal、紋理坐標)都變成以抽象的 vertex attrib 來處理，需要自行定義并在 vertex shader 里計算lighting , material 也都以抽象的形式，以 uniform 變量形式傳進 shader 并計算頂點著色器頂點著色器是一個可編程的處理單元，功能為執(zhí)行頂點的變換、光照、材質的應用與計算等頂點的相關操做輸入輸出變量 頂點著色器： 輸入主要為待處理頂點相應的attribute（屬性）變量、u

3、niform（全局）變量、采樣器以及臨時變量。 輸出主要為經過頂點著色器后生成的varying（易變）變量及一些內建輸出變量變量介紹 Attribute變量指的是3D物體中每個頂點各自不同的信息所屬的變量，一般頂點的位置、顏色、法向量等每個頂點各自不同的信息都是以attribute變量的方式傳入頂點著色器的。 Uniform變量指的是對于同一組頂點組成的單個3D物體中所有頂點都相同的量，一般為場景中當前的光源位置、當前的攝像機位置、投影系列矩陣等。變量介紹 Varying變量（易變變量）是從頂點著色器計算產生并傳遞到片元著色器的數據變量。頂點著色器可以使用易變變量來傳遞需要插值到片元的顏色、法

4、向量、紋理坐標等任意值。 內建輸出變量gl_Position、gl_FrontFacing和gl_PointSize等。 gl_Position是經過變換矩陣變換、投影后的頂點的最終位置。 gl_FrontFacing指的是片元所在面的朝向。 gl_PointSize指的是點的大小。變量介紹 易變變量在頂點著色器賦值后并不是直接將賦的值送入到后續(xù)的片元著色器中，而是在光柵化階段由管線根據片元所屬圖元各個頂點對應的頂點著色器對此易變變量的賦值情況及片元與各項點的位置關系差值產生。變量介紹片元著色器片元著色器 片元著色器是用于處理片元值及相關數據的可編程單元，其可以執(zhí)行紋理的采樣、顏色的匯總、計算

5、霧顏色等操作，每片元執(zhí)行一次。片元著色器主要功能為通過重復執(zhí)行（每片元一次），將3D物體中的圖元光柵化后產生的每個片元的顏色等屬性計算出來送入后繼階段，如剪裁測試、深度測試及模板測試等。片元著色器 從渲染管線的圖中可以看出，可編程片元著色器替代了紋理、顏色求和、霧以及Alpha測試等階段。與頂點著色器類似，被其替代的功能系統(tǒng)將不再提供，需要完全由開發(fā)人員用著色器語言編程完成。片元著色器 Varying0n指的是從頂點著色器傳遞到片元著色器的易變數據變量。由系統(tǒng)在頂點著色器后的光柵化階段自動差值產生。其個數是不一定的，取決于具體的需求。 g_FragColor 指的是計算后此片元的顏色。一般在片

6、元著色器的最后都需要對gl_FragColor進行賦值。片元著色器 經過光柵化、頂點著色器與片元著色器的介紹，可以看出頂點著色器每頂點一執(zhí)行，而片元著色器每片元一執(zhí)行，片元著色器的執(zhí)行次數明顯大于頂點著色器的執(zhí)行次數。因此在開發(fā)中，應盡量減少片元著色器的運算量，將一些復雜運算盡量放在頂點著色器中執(zhí)行。著色語言 OpenGL ES 著色語言是一種高級的過程語言 對頂點著色器、片元著色器使用的是同樣的語言，不做區(qū)分。 基于C/C+的語法及流程控制 完美支持向量與矩陣的各種操作 通過類型限定符來管理輸入與輸出 擁有大量的內置函數來提供豐富的功能數據類型 數據類型概述 標量 布爾型 bool 整形 i

7、nt 浮點型 float 向量 ver24,每個分量可以表示顏色或位置等 矩陣 mat24通過數組下表索引數據類型 采樣器 sampler2D、smapler3D 結構體數據類型 數組 vec3 position20; 空類型 void數據類型使用 索引數據類型使用 混合選擇限定符 attribute 一般用于每個頂點都各不相同的量，如頂點的位置、顏色等 uniform一般用于對一組頂點組成的單個3D物體中所有頂點都相同的量，如當前的光源位置 varying用于從頂點著色器傳遞到片元著色器的量 const用于聲明常量片元著色器中浮點變量精度的指定特殊的內建變量 著色器代碼的開發(fā)中會用到很多變量

8、，其中大部分可能是由開發(fā)人員根據需要自定義的，但著色器中也提供了一些用來滿足特定需要的內建變量。這些內建變量不需要聲明即可使用，一般用來實現渲染管線固定功能部分與自定義頂點活片元著色器之間的信息交互。 內建變量根據信息傳遞的方向可以分為兩類，輸入與輸出變量。輸入變量負責將渲染管線中固定功能產生的信息傳遞進著色器，輸出變量負責將著色器產生的信息傳遞給渲染管線中固定功能部分。頂點著色器中的內建變量頂點著色器中的內建變量主要是輸出變量 gl_Position 頂點著色器從應用程序中獲得原始的頂點位置數據，這些原始的頂點數據在頂點著色器中經過平移、旋轉、縮放等數學變換后，生成新的頂點位置。新的頂點位置

9、通過在頂點著色器中寫入gl_Position傳遞到渲染管線的后繼階段繼續(xù)處理。 gl_PointSize 頂點著色器中可以計算一個點的大?。▎挝粸橄袼兀?，并將其賦值給gl_PointSize(標量float)以傳遞給渲染管線。默認值為1。片元著色器中的內建變量 片元找色器中的內建變量為： 輸入變量 輸出變量片元著色器中的內建變量內建輸入變量 gl_FragCoord 內建變量gl_FlagCoord(Vec4類型)中含有當前片元相對于窗口位置的坐標值x、y、z與1/w。X與y分別為片元相對于窗口的二維坐標。Z為該片元的深度值。 gl_FrontFacing 布爾型內建變量。判斷正在處理的片元是

10、否屬于光柵化階段生成此片元的對應圖元的正面。片元著色器中的內建變量 內建輸出變量 Gl_FragColor Gl_FragColor(vec4類型)內建變量用來由片元著色器寫入計算完成的片元顏色值，此顏色值將送入渲染管線的后續(xù)幾段進行處理 Gl_FragData Gl_FragData內建變量本身是一個vec4類型的數組，寫入時要給出下標，如gl_FragData0著色語言的內置函數 角度轉換與三角函數 指數函數 常用函數 幾何函數 矩陣函數 向量關系函數 紋理采樣函數 微分函數投影及各種變換 攝像機的設置 兩種投影方式 正交投影 透視投影 各種變換 平移 縮放 旋轉 繪制方式 點、線、面 頂點法與索引發(fā) 卷繞和背面剪裁光照 基本光照模型