GLSL 简介
GLSL（OpenGL Shading Language）是专为 OpenGL 图形 API 设计的着色器编程语言，也是现代 OpenGL 渲染管线的核心。它允许开发者直接编写运行在 GPU 上的程序代码，这些程序被称为着色器，负责处理图形渲染管线中的不同阶段。
主要特点
- 高级编程接口：GLSL 提供灵活的接口，让开发者能够精细控制 GPU 的渲染行为，实现复杂的视觉效果和自定义算法。
- 并行执行：GLSL 代码在 GPU 上高度并行，每个着色器实例可独立处理一个顶点或像素，极大提升了大规模图形计算的效率。
- 数据交互机制：通过 uniform 变量、varying 变量（现代版本中为 in/out 变量）和纹理采样器等方式，与 CPU 程序高效交换数据，如变换矩阵、光照参数、纹理图像等。
- 广泛应用：GLSL 已成为现代图形编程的标准语言，不仅用于 OpenGL，还衍生出 HLSL（DirectX）、WebGL GLSL 等。掌握 GLSL 是现代图形开发的基础技能。
Uniform 变量详解
Uniform 变量是从 CPU 程序向 GPU 着色器传递数据的常用方式，与顶点属性不同，具有以下特点：
- 全局可用：Uniform 变量在每个着色器程序对象中唯一，并可被该程序的任意着色器阶段访问。
- 持久性强：Uniform 的值会一直保持，直到被显式更新或重置。
支持的数据类型
Uniform 可用于传递多种类型的数据：
- 标量：float、int、bool
- 向量：vec2、vec3、vec4、ivec2、ivec3、ivec4、bvec2、bvec3、bvec4
- 矩阵：mat2、mat3、mat4、mat2x3、mat3x2 等
- 采样器：sampler2D、sampler3D、samplerCube、sampler2DShadow 等
- 数组：各种类型的数组
- 结构体：自定义结构体类型
如何获取 Uniform 位置
// 在着色器程序链接后获取 uniform 变量的位置
glUseProgram(shaderProgram);
GLuint uniformLoc = glGetUniformLocation(shaderProgram, "uniformName");
// 检查 uniform 是否存在
if (uniformLoc == -1) {
std::cout << "Warning: uniform 'uniformName' not found!" << std::endl;
}
设置 Uniform 数据的一致性
// 设置 uniform 前需激活着色器程序
glUseProgram(shaderProgram);
glUniformMatrix4fv(modelMatrixLoc, 1, GL_FALSE, &modelMatrix[0][0]);
