OpenGL ES 2.0 和 3.0区别

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一.嵌入式设备的 OpenGL ES 版本

OpenGL ES 1.x 支持 初代 iPhone 和 Android；

OpenGL ES 2.0 支持 Android 2.2 以后的平台，支持 iPad , iPhone3GS 和后续版本，以及iPodTouch3代和后续版本。

OpenGL ES 3.0 支持 Android 4.3 以后的平台。支持 iPhone 5s ,iPad Air ,iPad mini 2 及后续版本。

二.兼容性

OpenGL ES 3.0 是向下兼容 OpenGL ES 2.0 的。也就是说使用 2.0 编写的应用程序是可以在 3.0 中继续使用的。

三.着色器脚本

1.OpenGL ES shader 2.0

//顶点着色器
attribute vec4 aPosition;                            // 应用程序传入顶点着色器的顶点位置
attribute vec2 aTextureCoord;                        // 应用程序传入顶点着色器的顶点纹理坐标

varying vec2 vTextureCoord;                          // 用于传递给片元着色器的顶点纹理数据
void main()
{
    gl_Position = aPosition;                         // 此次绘制此顶点位置
    vTextureCoord = aTextureCoord;                   // 将接收的纹理坐标传递给片元着色器
}



//片元着色器
precision mediump float;                           // 设置工作精度

varying vec2 vTextureCoord;                        // 接收从顶点着色器过来的纹理坐标
uniform sampler2D sTexture;                        // 纹理采样器，代表一幅纹理
void main()
{                                                                                   
    gl_FragColor = texture2D(sTexture, vTextureCoord);// 进行纹理采样
}

2.OpenGL ES shader 3.0

//顶点着色器
#version es 300

uniform mat4 u_matViewProj;
layout(location = 0) in vec4 a_position;
layout(location = 1) in vec3 a_color;
out vec3 v_color;

void main() {
    gl_Position = u_matViewProj * a_position;
    v_color = a_color;
}


//片元着色器
#version es 300
precision mediump float;

in vec3 v_color; // input form vertex shader
layout(location = 0) out vec4 o_fragColor;

void main() {
    o_fragColor = vec4(v_color, 1.0);
}

3.版本声明

在 OpenGL ES 3.0 中，顶点着色器和片段着色器的第一行必须声明着色器版本，否则编译报错：

ERROR: 0:1: '' : syntax error: #version directive must occur in a shader before anything

在 OpenGL ES 3.0 中，可以必须声明着色器版本：

#version es 300

在 OpenGL ES 2.0 中，可以不用声明着色器版本，默认为：

#version es 100

备注： 以往 2.0 刚刚出来可编程的图形管线，所以版本声明为 #version 100 es ，后来为了使版本号相匹配，OpenGL ES 3.0 的 shader 版本直接从 1.0 跳到了 3.0 。

#version 300 es 指定使用OpenGL3.0
#version 100 es 指定使用OpenGL2.0 (不指定version 默认为OpenGL2.0)

4. 默认精度修饰符 precision

在顶点语言中有如下预定义的全局默认精度语句：

precision highp float;
precision highp int;
precision lowp sampler2D;
precision lowp samplerCube;

在片元语言中有如下预定义的全局默认精度语句：

precision mediump int;
precision lowp sampler2D;
precision lowp samplerCube;

片元语言没有默认的浮点数精度修饰符。因此，对于浮点数，浮点数向量和矩阵变量声明，要么声明必须包含一个精度修饰符，要不默认的精度修饰符在之前已经被声明过了

precision highp float;

4.输入输出

OpenGL ES 3.0 中新增了 in，out，inout 关键字，用来取代 attribute 和 varying 关键字。

同时 gl_FragColor 和 gl_FragData 也删除了，片段着色器可以使用 out 声明字段输出。

5.变量赋值

OpenGL ES 3.0 中可以直接使用 layout 对指定位置的变量赋值。例如：

shader脚本中
layout (location = 1) uniform float a;

代码中，直接写上对应的 layout 的值就可以赋值

GLES30.glUniform1f(1, 1f);

而 OpenGL ES 2.0 中必须使用如下形式赋值：

GLES20.glUniform1f(GLES20.glGetAttribLocation(program, "a"), 1f)

四.关于顶点缓冲区对象 VBO 与顶点数组对象 VAO

VAO (顶点数组对象：Vertex Array Object)是指顶点数组对象，主要用于管理 VBO 或 EBO ，减少 glBindBuffer 、glEnableVertexAttribArray、 glVertexAttribPointer 这些调用操作，高效地实现在顶点数组配置之间切换。

VBO（顶点缓冲区对象: Vertex Buffer Object）是指把顶点数据保存在显存中，绘制时直接从显存中取数据，减少了数据传输的开销，因为顶点数据多了，就是坐标的数据多了很多的很多组，切换的时候很麻烦，就出现了这个 VAO，绑定对应的顶点数据

OpenGL 2.0 有 VBO，没有 VAO，VAO 是 OpenGL 3.0 才开始支持的，并且在 OpenGL 3.0 中，强制要求绑定一个 VAO 才能开始绘制。

例如：在OpenGL 3.0 中，不使用 VAO ，调用完 glVertexAttribPointer， glGetError 报错 GL_INVALID_OPERATION。

int pos_location = glGetAttribLocation(ProgramId, "position");
glVertexAttribPointer(pos_location, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, kVertices);

查看 OpenGL 官方文档 http://docs.gl/gl3/glVertexAttribPointer

GL_INVALID_OPERATION is generated in the core context if there is no Vertex Array Object bound

在 OpenGL 3.0 中，强制要求绑定一个 VAO 才能开始绘制。因此，需要在程序初始化的时候，创建并绑定一个 VAO

GLuint vao;
glGenVertexArrays(1, &vao);
glBindVertexArray(vao);

此外，OpenGL 3.0 中也不允许在 glVertexAttribPointer 直接传数组了，因此要把顶点先传入vbo中

GLuint vbo;
glGenBuffers(1, &vbo);

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(kVertices), kVertices, GL_STATIC_DRAW);

绑定 VBO 之后，glVertexAttribPointer 后面的 pointer 参数就要填 0 了。

glVertexAttribPointer(pos_location, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, 0);

五.PBO

OpenGL 2.0 不支持 PBO ，3.0 支持 PBO , PBO 设计的目的就是快速地向显卡传输数据，或者从显卡读取数据，我们可以使用它更加高效的读取屏幕数据。 

单个 PBO 读取屏幕数据效率大概和 glReadPixels 差不多，双 PBO 交换读取效率会很高。

原因是使用 PBO 时，屏幕上的数据不是读取到内存，而是从显卡读到 PBO 中，或者如果内部机制是读取到内存中，但这也是由 DMA 控制器来完成的，而不是 cpu 指令来做的，再加上两个 PBO 交换使用，所以读取效率很高。  

PBO 快速地从内存 CPU 向显卡 GPU 传输数据 —> GL_PIXEL_PACK_BUFFER

PBO 快速地从显卡 GPU 读取数据到内存 CPU —> GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER

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