3D Computer Grapihcs Using OpenGL - 07 Passing Data from Vertex to Fragment Shader

时间:2023-03-10 01:09:36
3D Computer Grapihcs Using OpenGL - 07 Passing Data from Vertex to Fragment Shader

上节的最后我们实现了两个绿色的三角形,而绿色是直接在Fragment Shader中指定的。

这节我们将为这两个三角形进行更加*的着色——五个顶点各自使用不同的颜色。

要实现这个目的,我们分两步进行,首先

在顶点数组里增加数据用来表示颜色

修改sendDataToOpenGL()函数中的verts数组:

     GLfloat verts[] =
{
+0.0f, +0.0f, //Vertex 0
+1.0, +0.0, +0.0f, //Color 0
+1.0f, +1.0f, //Vertex 1
+0.0, +1.0, +0.0f, //Color 1
-1.0f, +1.0f, //Vertex 2
+0.0, +0.0, +1.0f, //Color 2
-1.0f, -1.0f, //Vertex 3
+0.5f, +0.3f, +0.1f,//Color 3
+1.0f, -1.0f, //Vertex 4
+0.1f, +0.4f, +0.2f,//Color 4
};

增加了5*3=15个元素,穿插在每个顶点位置后,表示颜色的r,g,b值。现在每5个数据描述一个顶点,前两个表示顶点位置,后三个表示颜色。

为了把这些数据输入到GPU,我们还需要启用第二个通道。(我们之前只启用了一个通道0)

修改sendDataToOpenGL()函数:

 void MyGlWindow::sendDataToOpenGL()
{
GLfloat verts[] =
{
+0.0f, +0.0f, //Vertex 0
+1.0, +0.0, +0.0f, //Color 0
+1.0f, +1.0f, //Vertex 1
+0.0, +1.0, +0.0f, //Color 1
-1.0f, +1.0f, //Vertex 2
+0.0, +0.0, +1.0f, //Color 2
-1.0f, -1.0f, //Vertex 3
+1.0f, +1.0f, +0.0f,//Color 3
+1.0f, -1.0f, //Vertex 4
+0.0f, +1.0f, +1.0f,//Color 4
}; GLuint vertexBufferID;
glGenBuffers(, &vertexBufferID);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vertexBufferID);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(verts), verts, GL_STATIC_DRAW); GLushort indices[] =
{
,,,
,,,
};
GLuint indexBufferID;
glGenBuffers(, &indexBufferID);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indexBufferID);
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW); glEnableVertexAttribArray();
glVertexAttribPointer(, , GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * , ); glEnableVertexAttribArray();
glVertexAttribPointer(, , GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * , (char*)(sizeof(GLfloat) * ));
}

注意第33行,函数glVertexAttribPointer函数第三个参数变成了sizeof(GLfloat)*5,原因是Stride变成了5个float,如前所述,5个元素描述一个顶点。

另外增加了第35和36行,35行开启了通道1,这个1和前面的0是和Shader中的layout (location = x)对应的,稍后进行详解。

第36行glVertexAttribPoint函数的第一个参数对应35行的1, 第二个参数表示三个元素为一组。

需要特别注意的是最后一个参数,它表示本组数据的起始偏移值,本组数据的第一个位置在代码中的第六行,它前面有2个元素,所以这里是sizeof(GLfloat)*2,但是由于该函数第四个参数的类型是char*类型,我们只能强制转换为char * 。

然后我们需要

修改Shader

 const char* vertexShaderCode =
" #version 430 \r\n"
" \r\n"
" in layout(location=0) vec2 position; \r\n"
" in layout(location=1) vec3 vertexColor; \r\n"
" \r\n"
" out vec3 passingColor; \r\n"
" \r\n"
" void main() \r\n"
" { \r\n"
" gl_Position= vec4(position,0.0,1.0); \r\n"
" passingColor= vertexColor; \r\n"
" } \r\n"
" \r\n"
" \r\n"; const char* fragmentShaderCode =
" #version 430 \r\n"
" \r\n"
" in vec3 passingColor; \r\n"
" out vec4 finalColor; \r\n"
" \r\n"
" \r\n"
" void main() \r\n"
" { \r\n"
" finalColor = vec4(passingColor,1.0); \r\n"
" } \r\n"
" \r\n"
" \r\n";

先看Vertex Shader。

增加了第5行。

仔细看一下第4行和第5行,对比sendDataToOpenGL()函数的33和36行, location=0指定了通道0, vec2说明了需要二维向量(2个float),33行函数的前两个参数也分别是0(表示通道0),2(表示两个元素),两者是相对应的。

ShaderCode的第5行和sendDataToOpenGL()的36行也是对应的。

再对应verts[]数组对比着看,就会发现其工作原理。verts数组每五个元素为一组,每组的前两个元素将被发送到通道0,后三个元素将被发送到通道1。

另外Vertex Shader还增加了第7行,这里使用了out关键字定义了一个三维向量passingColor,说明这个参数将被发送出去,传递到渲染管线的下一个环节。而在main中,我们把刚刚从通道2接受到的数据(存在vertexColor里)传递给passingColor。所以说相当于我们没有对通道2传递进来的数据做任何处理,直接发送到下一个环节。

观察Fragment Shader,我们增加了20行,注意看这行和Vertex Shader的第7行非常相似,除了第一个关键字改成了in。

这种匹配是GLSL的一种固定模式,上游的out 变量会传递给下游的in变量,只要两者保持一致性。

在Fragment Shader的main中,我们把最终的颜色输出改成了 vec4(passingColor,1.0),也就是我们把这个颜色表现了出来。

纵观全局,我们这次做的修改将把verts数组中新增的一些信息传递先传递到Vertex Shader中,然后传递到FragmentShader中,最终输出成顶点的颜色。

编译运行我们看到两个彩色的三角形:

3D Computer Grapihcs Using OpenGL - 07 Passing Data from Vertex to Fragment Shader