跟我一起学习着色器, 见证电脑图像绚丽多彩的新技术！

2023-01-16 18:39:26

GLSL：点亮图形世界之美

探索 GLSL 的世界

准备好踏上图形编程的奇妙之旅了吗？如果您对令人惊叹的游戏画面和迷人的 3D 动画着迷，那么您绝对不能错过 GLSL，这是一种专门用于编写着色器的编程语言。让我们一起潜入 GLSL 的奥秘，了解它如何赋予图形世界以栩栩如生的色彩和逼真的纹理。

了解 GLSL

GLSL，全称 OpenGL 着色器语言，是 OpenGL 图形库不可或缺的一部分。OpenGL 是一个跨平台图形 API，广泛应用于游戏、电影和工业设计等领域。着色器是为图形对象添加颜色和纹理的程序，就像给您的画布添加上颜料和画笔。

GLSL 着色器的类型

在 OpenGL 中，着色器分为三种类型：

顶点着色器： 负责处理顶点数据，如位置、颜色和法线。
片段着色器： 负责处理片段数据，即最终显示在屏幕上的像素。
几何着色器： 在顶点着色器和片段着色器之间进行几何变换。

编写 GLSL 着色器

要编写 GLSL 着色器，需要使用 OpenGL 的 API 函数来加载和编译着色器程序。然后，您可以将着色器程序附加到 OpenGL 的渲染管道中。当 OpenGL 渲染图形对象时，就会调用着色器程序来处理顶点数据和片段数据，从而生成最终的图像。

GLSL 语法

GLSL 的语法与 C 语言非常相似，如果您已经熟悉 C 语言，那么学习 GLSL 将非常容易。GLSL 中有一些特殊的变量和函数，用于操作图形数据和实现各种图形效果。

代码示例：顶点着色器

#version 330 core

layout (location = 0) in vec3 position;
layout (location = 1) in vec3 normal;
layout (location = 2) in vec2 texcoord;

out vec3 frag_pos;
out vec3 frag_normal;
out vec2 frag_texcoord;

uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;

void main() {
  frag_pos = (model * vec4(position, 1.0)).xyz;
  frag_normal = normalize((model * vec4(normal, 0.0)).xyz);
  frag_texcoord = texcoord;
  gl_Position = projection * view * model * vec4(position, 1.0);
}

代码示例：片段着色器

#version 330 core

in vec3 frag_pos;
in vec3 frag_normal;
in vec2 frag_texcoord;

out vec4 frag_color;

uniform sampler2D tex;
uniform vec3 light_pos;
uniform vec3 light_color;

void main() {
  // 计算光照
  vec3 light_dir = normalize(light_pos - frag_pos);
  float diffuse_intensity = max(dot(frag_normal, light_dir), 0.0);
  vec3 diffuse_color = diffuse_intensity * light_color;

  // 纹理采样
  vec4 tex_color = texture(tex, frag_texcoord);

  // 输出颜色
  frag_color = tex_color * diffuse_color;
}