OpenGL ES GLSL 编译

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一.GLSL 简介

OpenGL ES 是一个用于嵌入式设备的图形库，它提供了一系列的 API 来创建和渲染3D图形。GLSL（OpenGL Shading Language）是一种编程语言，用于在 OpenGL ES 中编写着色器程序。着色器程序是一种程序，用于在渲染过程中对图形进行着色和处理。在本文中，我们将介绍如何使用 GLSL 编写着色器程序，并将其编译为 OpenGL ES 可用的程序。

GLSL 程序由两个部分组成：顶点着色器和片段着色器。顶点着色器用于对输入的顶点进行处理，而片段着色器用于对像素进行处理。以下是一个简单的顶点着色器程序：

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//@Author:猿说编程
//@Blog(个人博客地址): www.codersrc.com
//@File:OpenGL ES GLSL 编译
//@Time:2021/08/22 08:00
//@Motto:不积跬步无以至千里，不积小流无以成江海，程序人生的精彩需要坚持不懈地积累！
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attribute vec4 position;

void main() {
    gl_Position = position;
}

接下来是一个简单的片段着色器程序：

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//@File:OpenGL ES GLSL 编译
//@Time:2021/08/22 08:00
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void main() {
    gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
}

这个程序没有输入属性，它将一个四维向量赋值给内置变量 gl_FragColor ，这个变量表示像素的颜色。这个向量的前三个分量表示红、绿、蓝三个颜色通道的值，第四个分量表示透明度。

二.GLSL 编译流程

1.创建一个着色器程序对象

使用 glCreateShader 函数创建一个着色器程序对象：

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//@Time:2023/03/18 08:00
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GLuint programObject = glCreateProgram();

2.创建顶点着色器对象和片元着色器对象

使用 glCreateShader 函数创建顶点着色器对象和片元着色器对象：

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//@Time:2023/03/18 08:00
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GLuint vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
GLuint fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);

3.编译着色器程序

使用 glShaderSource 函数将着色器程序源码加载到着色器对象中：

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glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, NULL);
glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);

4.编译着色器对象

使用 glCompileShader 函数将着色器对象编译为可执行代码：

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glCompileShader(vertexShader);
glCompileShader(fragmentShader);

5.将着色器对象附加到着色器程序对象上

使用 glAttachShader 函数将顶点着色器对象和片元着色器对象附加到着色器程序对象上：

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glAttachShader(programObject, vertexShader);
glAttachShader(programObject, fragmentShader);

6.链接着色器程序

使用 glLinkProgram 函数将着色器程序链接为可执行程序：

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glLinkProgram(programObject);

7.使用着色器程序

使用 glUseProgram 函数将着色器程序设置为当前使用的程序：

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GLuint glCreateShader(GLenum type);

三.GLSL 编译流程代码演示

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//@Time:2023/03/18 08:00
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <GLES2/gl2.h>

GLuint LoadShader(GLenum type, const char *shaderSrc) {
    GLuint shader;
    GLint compiled;

    // Create the shader object
    shader = glCreateShader(type);

    if (shader == 0) {
        printf("Error creating shader.\n");
        return 0;
    }

    // Load the shader source
    glShaderSource(shader, 1, &shaderSrc, NULL);

    // Compile the shader
    glCompileShader(shader);

    // Check the compile status
    glGetShaderiv(shader, GL_COMPILE_STATUS, &compiled);

    if (!compiled) {
        GLint infoLen = 0;

        glGetShaderiv(shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLen);

        if (infoLen > 1) {
            char *infoLog = (char*)malloc(sizeof(char) * infoLen);

            glGetShaderInfoLog(shader, infoLen, NULL, infoLog);
            printf("Error compiling shader:\n%s\n", infoLog);

            free(infoLog);
        }

        glDeleteShader(shader);
        return 0;
    }

    return shader;
}

GLuint CreateProgram(const char *vertexShaderSrc, const char *fragmentShaderSrc) {
    GLuint vertexShader, fragmentShader, program;
    GLint linked;

    // Load the vertex/fragment shaders
    vertexShader = LoadShader(GL_VERTEX_SHADER, vertexShaderSrc);
    if (vertexShader == 0) {
        return 0;
    }

    fragmentShader = LoadShader(GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderSrc);
    if (fragmentShader == 0) {
        glDeleteShader(vertexShader);
        return 0;
    }

    // Create the program object
    program = glCreateProgram();

    if (program == 0) {
        printf("Error creating program object.\n");
        return 0;
    }

    // Attach the shaders to the program object
    glAttachShader(program, vertexShader);
    glAttachShader(program, fragmentShader);

    // Link the program
    glLinkProgram(program);

    // Check the link status
    glGetProgramiv(program, GL_LINK_STATUS, &linked);

    if (!linked) {
        GLint infoLen = 0;

        glGetProgramiv(program, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLen);

        if (infoLen > 1) {
            char *infoLog = (char*)malloc(sizeof(char) * infoLen);

            glGetProgramInfoLog(program, infoLen, NULL, infoLog);
            printf("Error linking program:\n%s\n", infoLog);

            free(infoLog);
        }

        glDeleteProgram(program);
        return 0;
    }

    // Free up no longer needed shader resources
    glDeleteShader(vertexShader);
    glDeleteShader(fragmentShader);

    return program;
}

int main() {
    const char *vertexShaderSrc =
        "attribute vec4 vPosition;\n"
        "void main() {\n"
        "   gl_Position = vPosition;\n"
        "}\n";

    const char *fragmentShaderSrc =
        "precision mediump float;\n"
        "void main() {\n"
        "   gl_FragColor = vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);\n"
        "}\n";

    GLuint programObject;
    GLint linked;

    // Create the program object
    programObject = CreateProgram(vertexShaderSrc, fragmentShaderSrc);

    if (programObject == 0) {
        printf("Error creating program object.\n");
        return 1;
    }

    printf("Program object created successfully.\n");

    // Set the current program object
    glUseProgram(programObject);

    printf("Program object set as current.\n");

    return 0;
}

在这个例子中，我们定义了一个简单的顶点着色器和片元着色器，并使用 CreateProgram 函数将它们编译成可执行程序。如果编译出错，将打印出错信息。