OpenGL中固定存储着色器和常见图元解析

什么是固定管线/存储着⾊器？

在早期的OpenGL版本它封装了很多种着⾊器程序块内置的⼀段包含了光照、坐标变换、裁剪等等诸多功能的固定shader程序，来帮助开发者完成图形的渲染。而开发者只需要传⼊相应的参数就能快速完成图形的渲染。类似于iOS开发会封装很多API，而我们只需要调⽤就可以实现功能，不需要关注底层实现原理。但是由于OpenGL的使⽤场景⾮常丰富，固定管线或存储着⾊器⽆法完成所有业务，这时需要使用可编程管线。

常见的存储着色器：

• 单元着⾊器

参数1：单位着色器
参数2：颜色值
GLShaderManager::UseStockShader(GLT_SHADER_IDENTITY, GLfoat vColor[4]);

单元着⾊器只是简单地使用默认的笛卡尔坐标系（坐标范围-1.0~1.0）。所有片段都应用同一种颜色，结合图形为实心和未渲染的。这种着色器只使用一个属性 GLT_ATTRIBUTE_VERTEX。vColor参数包含了要求的颜色。

使用场景：绘制默认OpenGL坐标系(-1,1)下图形,图形所有片段都以一种颜色填充(纯色图形)

• 平面着色器

参数1：平面着色器
参数2：允许变化的4*4矩阵
参数3：颜色值
GLShaderManager::UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, GLfoat mvp[16], GLfloat vColor[4]);

平面着色器：它将统一着色器进行了拓展。允许为几何图形变换指定一个 4 * 4 变换矩阵。经常被称为“模型视图投影矩阵”

使用场景: 在绘制图形时,可以应用变换(模型/投影变换).

• 上色着色器

参数1: 存储着色器种类-上色着色器
参数2: 允许变换的4*4矩阵
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_SHADED,GLfloat mvp[16]);

上色着色器：在几何图形中应用的变换矩阵。
需要设置存储着色器的GLT_ATTRIBUTE_VERTEX（顶点分量） 和 GLT_ATTRIBUTE_COLOR（颜色分量） 2个属性。颜色值将被平滑地插入顶点之间（平滑着色）

使用场景: 在绘制图形时,可以应用变换(模型/投影变换),颜色会平滑的插入到顶点之间,成为平滑着色.

• 默认光源着色器

参数1：默认光源着色器
参数2：模型视图矩阵
参数3：投影矩阵
参数4：颜色值
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_DEFAULT_LIGHT,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat pMatrix[16],GLfloat vColor[4]);

默认光源着色器：这种着色器使对象产生阴影和光照的效果。需要模型视图矩阵、投影矩阵和作为基本色的颜色值等 Uniform 值。所需的属性有 GLT_ATTRIBUTE_VERTEX（顶点分量）和 GLT_ATTRIBUTE_NORMAL（表面法线）。

使用场景: 在绘制图形时,可以应用变换(模型/投影变换).这种着色器使绘制的图形产生阴影和光照的效果.

• 点光源着色器

参数1：点光源着色器
参数2：模型视图矩阵
参数3：投影矩阵
参数4：视点坐标系中的光源位置
参数5：颜色值
GLShaderManager::UseStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIFF, GLfoat mvMatrix[16], GLfloat pMatrix[16], GLfloat vLightPos[3], GLfloat vColor[4]);

点光源着色器：和默认光源着色器很相似，但光源位置可能是待定的。接受 4 个 Uniform 值，即模型视图矩阵、投影矩阵、视点坐标系中的光源位置和对象的基本漫反射颜色。同样所需的属性有 GLT_ATTRIBUTE_VERTEX（顶点分量）和 GLT_ATTRIBUTE_NORMAL（表面法线）。

使用场景: 在绘制图形时,可以应用变换(模型/投影变换).这种着色器使绘制的图形产生阴影和光照的效果.它与默认光源着色器非常类似,区别在于点光源着色器可以指定光源位置

• 纹理替换矩阵着色器

参数1：纹理替换矩阵着色器
参数2：模型视图矩阵
参数3：纹理单元
GLShaderManager::UseStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE, GLfoat mvMatrix[16], GLint nTextureUnit);

纹理替换矩阵：着色器通过给定的模型视图投影矩阵，使用绑定到 nTextureUnit（纹理单元） 指定的纹理单元的纹理对几何图形进行变换。片段颜色是从纹理样本中直接获取的。所需的属性有 GLT_ATTRIBUTE_VERTEX（顶点分量）和 GLT_ATTRIBUTE_NORMAL（表面法线）。

使用场景: 在绘制图形时,可以应用变换(模型/投影变换).
这种着色器通过给定的模型视图投影矩阵,使用纹理单元来进行填充,其每个像素点的颜色是从纹理中获取.

• 纹理调整着色器

参数1：纹理调整着色器
参数2：模型视图矩阵
参数3：颜色值
参数4：纹理单元
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_MODULATE,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat vColor[4],GLint nTextureUnit);

纹理调整着色器：这种着色器将一个基本色乘以一个取自纹理单元 nTextureUnit 的纹理。所需的属性有 GLT_ATTRIBUTE_VERTEX（顶点分量）和 GLT_ATTRIBUTE_TEXTURE0（纹理坐标）。

使用场景: 在绘制图形时,可以应用变换(模型/投影变换).
这种着色器通过给定的模型视图投影矩阵,着色器将一个基本色乘以一个取自纹理单元nTextureUnit的纹理,将颜色与纹理进行混合后填充到片段中.

• 纹理光源着色器

参数1：纹理光源着色器
参数2：投影矩阵
参数3：视觉空间中的光源位置
参数4：几何图形的基本色
参数5：将要使用的纹理单元
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_POINT_LIGHT_DIEF,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat pMatrix[16],GLfloat vLightPos[3],GLfloat vBaseColor[4],GLint nTextureUnit);

纹理光源着色器：这种着色器将一个纹理通过漫反射照明计算进行调整（相乘），光线在视觉空间中的位置是给定的。这种着色器接受 5 个 Uniform 值，即模型视图矩阵、投影矩阵、视觉空间中的光源位置、几何图形的基本色和将要使用的纹理单元。所需的属性有 GLT_ATTRIBUTE_VERTEX（顶点分量）、GLT_ATTRIBUTE_NORMAL（表面法线）和 GLT_ATTRIBUTE_TEXTURE0（纹理坐标）。

使用场景: 在绘制图形时,可以应用变换(模型/投影变换).
这种着色器通过给定的模型视图投影矩阵,着色器将一个纹理通过漫反射照明计算进行调整(相乘).

OpenGL7种基本图元

• GL_POINTS：每个顶点在屏幕上都是单独点
• GL_LINES：每一对顶点定义⼀个线段
• GL_LINE_STRIP：一个从第一个顶点依次经过每⼀个后续顶点而绘制的线条
• GL_LINE_LOOP：和GL_LINE_STRIP相同,但是最后一个顶点和第一个顶点连接起来了了
• GL_TRIANGLES：每3个顶点定义一个新的三角形
• GL_TRIANGLE_STRIP：共⽤用一个条带(strip)上的顶点的一组三角形
• GL_TRIANGLE_FAN：以一个圆点为中心呈扇形排列,共用相邻顶点的一组三角形
  效果图如下： 图元绘制方式