GLSL
GLSL - OpenGL Shading Language 也称作 GLslang，是一个以C语言为基础的高阶着色语言。它是由 OpenGL ARB 所建立，提供开发者对绘图管线更多的直接控制，而无需使用汇编语言或硬件规格语言。
背景[编辑]
随着近年来绘图卡的进步， 底层顶点（vertex）和片段（fragment）的渲染管线中加入更多更具弹性的新功能。 这个层次的可编程性由片段和顶点着色器实现。
最初这个功能是以汇编语言撰写着色器来达到，不直观而复杂。OpenGL ARB 建立了 OpenGL 着色语言，为 GPU 的程式设计提供更加直观的方法，同时维护了 OpenGL 一向的开放标准。
最初作为 OpenGL 1.4 的插件，后来由 OpenGL ARB 在2004 OpenGL 2.0 核心中正式纳入，是自 1992 年 OpenGL 1.0 发布起第一个 OpenGL 的大改版。
使用 GLSL 有如下好处：
- 具有跨平台的相容性，包括 Macintosh、Windows 和 Linux 等操作系统。
- 编写的着色器可以在所有支援 OpenGL 着色语言的绘图卡上使用。
- 允许厂商为特定的绘图卡架构设计最佳化的代码。
详细资料[编辑]
资料类型[编辑]
OpenGL 着色语言规格定义了 22 个基本资料类型，有些用法与 C 相同，其它的是绘图处理器特有的。
- void – 用于没有返回值的函式
- bool – 条件类型，其值可以是真或假
- int – 带负号整数
- float – 浮点数
- vec2 – 2 个浮点数组成的向量
- vec3 – 3 个浮点数组成的向量
- vec4 – 4 个浮点数组成的向量
- bvec2 – 2 个布林组成的向量
- bvec3 – 3 个布林组成的向量
- bvec4 – 4 个布林组成的向量
- ivec2 – 2 个整数组成的向量
- ivec3 – 3 个整数组成的向量
- ivec4 – 4 个整数组成的向量
- mat2 – 浮点数的 2X2 矩阵
- mat3 – 浮点数的 3X3 矩阵
- mat4 – 浮点数的 4X4 矩阵
- sampler1D – 用来存取一维纹理的句柄（handle）（或：操作，作名词解。）
- sampler2D – 用来存取二维纹理的句柄
- sampler3D – 用来存取三维纹理的句柄
- samplerCube – 用来存取立方映射纹理的句柄
- sampler1Dshadow – 用来存取一维深度纹理的句柄
- sampler2Dshadow – 用来存取二维深度纹理的句柄
运算子[编辑]
OpenGL 着色语言提供类似于 C语言的运算子。给开发者编写着色器的灵活性。GLSL 包含了 C和C++运算子，除了位元运算子和指标以外。
函式和控制结构[编辑]
类似于 C语言，GLSL 支援循环和分支，包括 if、else、if/else、for、do-while、break、continue 等。
支援使用者定义函式，且各种常用的函式也已内建。这也就让绘图卡制造商，能够在硬件层次上最佳化这些内建的函式。许多函式与 C 语言相同，如 exp() 以及 abs()，其它绘图编程特有的，如 smoothstep() 以及 texture2D()。
编译和执行[编辑]
GLSL 着色器不是独立的应用程序；其需要使用 OpenGL API 的应用程序。C、C++、C#、Delphi 和 Java 皆支援 OpenGL API，且支援 OpenGL 着色语言。
GLSL 着色器本身只是简单的字串集，这些字串集会传送到硬件厂商的驱动程式，并从程式内部的 OpenGL API 进入点编译。着色器可从程式内部或读入纯文字档来即时建立，但必须以字串形式传送到驱动程式。
用以编译、连结并传送参数到 GLSL 程式的 API 集，已在三个 OpenGL 扩展中规定，且即将成为 OpenGL 2.0（页面存档备份，存于互联网档案馆） 核心的一部分。这些 API 可在以下扩展中找到：
GLSL 顶点着色器的简单范例[编辑]
void main(void)
{
gl_Position = ftransform();
}
GLSL 片断着色器的简单范例[编辑]
void main(void)
{
gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
}
工具[编辑]
GLSL 着色器可以事先建立和测试，现有以下 GLSL 开发工具：
- RenderMonkey（页面存档备份，存于互联网档案馆） - 这个软件是由 ATI 制作的，提供界面用以建立、编译和除错 GLSL 着色器，和 DirectX 着色器一样。仅能在 Windows 平台上执行。
- GLSLEditorSample - 在 Mac OS X 上，它是目前唯一可用的程式，其提供着色器的建立和编译，但不能除错。它是 cocoa 应用程序，仅能在 Mac OS X 上执行。
- Lumina（页面存档备份，存于互联网档案馆） - Lumina 是新的 GLSL 开发工具。其使用 QT 界面，可以跨平台。
参考文献[编辑]
- Rost, Randi J. OpenGL Shading Language. 1st ed. Pearson Education, Inc, 2004. ISBN 0-321-19789-5
- Kessenich, John, & Baldwin, David, & Rost, Randi. The OpenGL Shading Language. Version 1.10.59. 3Dlabs, Inc. Ltd. https://web.archive.org/web/20070404171317/http://developer.3dlabs.com/documents/index.htm
外部链接[编辑]
- GLSL 语言规格，版本 1.20（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- GLSL 参考表（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- OpenGL 片断着色器规格
- OpenGL 顶点着色器规格
- OpenGL 程式规格[永久失效链接]
- 官方 OpenGL 网站（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 来自 Lighthouse3D 的教学和范例（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 来自 NeHe Productions 的教学和范例
- GLSL 开发环境（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- RenderMonkey 着色器开发环境（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Geist3D 绘图引擎，内含 GLSL 编辑器
- Lumina 跨平台 GLSL IDE（页面存档备份，存于互联网档案馆）
参见[编辑]
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