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

vertex 一致性 表示 變量 width src log 兩個 image

上節的最後我們實現了兩個綠色的三角形,而綠色是直接在Fragment Shader中指定的。

這節我們將為這兩個三角形進行更加自由的著色——五個頂點各自使用不同的顏色。

要實現這個目的,我們分兩步進行,首先

在頂點數組裏增加數據用來表示顏色

修改sendDataToOpenGL()函數中的verts數組:

 1     GLfloat verts[] =
 2     {
 3         +0.0f, +0.0f,        //Vertex 0
 4         +1.0,  +0.0, +0.0f,    //Color  0
 5         +1.0f, +1.0f,        //Vertex 1
6 +0.0, +1.0, +0.0f, //Color 1 7 -1.0f, +1.0f, //Vertex 2 8 +0.0, +0.0, +1.0f, //Color 2 9 -1.0f, -1.0f, //Vertex 3 10 +0.5f, +0.3f, +0.1f,//Color 3 11 +1.0f, -1.0f, //Vertex 4 12 +0.1f, +0.4f, +0.2f,//Color 4 13 };

增加了5*3=15個元素,穿插在每個頂點位置後,表示顏色的r,g,b值。現在每5個數據描述一個頂點,前兩個表示頂點位置,後三個表示顏色。

為了把這些數據輸入到GPU,我們還需要啟用第二個通道。(我們之前只啟用了一個通道0)

修改sendDataToOpenGL()函數:

 1 void MyGlWindow::sendDataToOpenGL()
 2 {
 3     GLfloat verts[] =
 4     {
 5         +0.0f, +0.0f,        //Vertex 0
 6         +1.0,  +0.0, +0.0f,    //Color  0
 7         +1.0f, +1.0f,        //Vertex 1
 8         +0.0,  +1.0, +0.0f,    //Color  1
 9         -1.0f
, +1.0f, //Vertex 2 10 +0.0, +0.0, +1.0f, //Color 2 11 -1.0f, -1.0f, //Vertex 3 12 +1.0f, +1.0f, +0.0f,//Color 3 13 +1.0f, -1.0f, //Vertex 4 14 +0.0f, +1.0f, +1.0f,//Color 4 15 }; 16 17 GLuint vertexBufferID; 18 glGenBuffers(1, &vertexBufferID); 19 glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vertexBufferID); 20 glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(verts), verts, GL_STATIC_DRAW); 21 22 GLushort indices[] = 23 { 24 0,1,2, 25 0,3,4, 26 }; 27 GLuint indexBufferID; 28 glGenBuffers(1, &indexBufferID); 29 glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indexBufferID); 30 glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW); 31 32 glEnableVertexAttribArray(0); 33 glVertexAttribPointer(0, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 5, 0); 34 35 glEnableVertexAttribArray(1); 36 glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 5, (char*)(sizeof(GLfloat) * 2)); 37 }

註意第33行,函數glVertexAttribPointer函數第三個參數變成了sizeof(GLfloat)*5,原因是Stride變成了5個float,如前所述,5個元素描述一個頂點。

另外增加了第35和36行,35行開啟了通道1,這個1和前面的0是和Shader中的layout (location = x)對應的,稍後進行詳解。

第36行glVertexAttribPoint函數的第一個參數對應35行的1, 第二個參數表示三個元素為一組。

需要特別註意的是最後一個參數,它表示本組數據的起始偏移值,本組數據的第一個位置在代碼中的第六行,它前面有2個元素,所以這裏是sizeof(GLfloat)*2,但是由於該函數第四個參數的類型是char*類型,我們只能強制轉換為char * 。

然後我們需要

修改Shader

 1 const char* vertexShaderCode =
 2 "    #version 430                            \r\n"
 3 "                                            \r\n"
 4 "    in layout(location=0) vec2 position;    \r\n"
 5 "    in layout(location=1) vec3 vertexColor; \r\n"
 6 "                                            \r\n"
 7 "    out vec3 passingColor;                  \r\n"
 8 "                                            \r\n"
 9 "    void main()                             \r\n"
10 "    {                                       \r\n"
11 "      gl_Position= vec4(position,0.0,1.0);  \r\n"
12 "      passingColor= vertexColor;            \r\n"
13 "    }                                       \r\n"
14 "                                            \r\n"
15 "                                            \r\n";
16 
17 const char* fragmentShaderCode =
18 "    #version 430                            \r\n"
19 "                                            \r\n"
20 "    in vec3 passingColor;                   \r\n"
21 "    out vec4 finalColor;                    \r\n"
22 "                                            \r\n"
23 "                                            \r\n"
24 "    void main()                             \r\n"
25 "    {                                       \r\n"
26 "      finalColor = vec4(passingColor,1.0);  \r\n"
27 "    }                                       \r\n"
28 "                                            \r\n"
29 "                                            \r\n";

先看Vertex Shader。

增加了第5行。

仔細看一下第4行和第5行,對比sendDataToOpenGL()函數的33和36行, location=0指定了通道0, vec2說明了需要二維向量(2個float),33行函數的前兩個參數也分別是0(表示通道0),2(表示兩個元素),兩者是相對應的。

ShaderCode的第5行和sendDataToOpenGL()的36行也是對應的。

再對應verts[]數組對比著看,就會發現其工作原理。verts數組每五個元素為一組,每組的前兩個元素將被發送到通道0,後三個元素將被發送到通道1。

另外Vertex Shader還增加了第7行,這裏使用了out關鍵字定義了一個三維向量passingColor,說明這個參數將被發送出去,傳遞到渲染管線的下一個環節。而在main中,我們把剛剛從通道2接受到的數據(存在vertexColor裏)傳遞給passingColor。所以說相當於我們沒有對通道2傳遞進來的數據做任何處理,直接發送到下一個環節。

觀察Fragment Shader,我們增加了20行,註意看這行和Vertex Shader的第7行非常相似,除了第一個關鍵字改成了in。

這種匹配是GLSL的一種固定模式,上遊的out 變量會傳遞給下遊的in變量,只要兩者保持一致性。

在Fragment Shader的main中,我們把最終的顏色輸出改成了 vec4(passingColor,1.0),也就是我們把這個顏色表現了出來。

縱觀全局,我們這次做的修改將把verts數組中新增的一些信息傳遞先傳遞到Vertex Shader中,然後傳遞到FragmentShader中,最終輸出成頂點的顏色。

編譯運行我們看到兩個彩色的三角形:

技術分享圖片

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