作为一个图形应用程序的一部分，shader定义了这个程序的图形渲染指令。但要让系统按照我们的设计去渲染图形，我们还需要把必要的数据传递给shader。shader是由gpu来负责执行的，那么数据如何能按照我们的要求传入shader，由gpu来获取呢？首先我们来粗略地了解一下shader中的数据类型吧。因为处理器不一样，shader也有一些自己特有的数据类型。标量数据类型有float, int, bool；矢量数据类型有vec2, vec3, vec4，即2、3、4维向量，其中的分量可以是三种标量数据类型中的任何一种），然后是矩阵，同样也有2、3、4维；采样器数据类型有6种：sampler1D，sampler2D，sampler3D，samplerCube，sampler1DShadow和sampler2DShadow。它们的功能是用于纹理采样；此外，还有跟c/c++一样的“结构体”，“数组”等。 shader中的数据可以分为如何三类： 1. Attribute类型。这一类数据是shader中变化频率最快的，它由应用程序传递到vertex shader，为每一顶点指定，一般是描述顶点的属性，如坐标、颜色、法线等。在opengl中，glVertex, glNormal等指令都会把这类数据传递给vertex shader。 2. Uniform类型。这一数据的变化频率相对比较低，一般来说全局的渲染属性就属于这一类数据，如光源的参数、视点的位置等，它们对于所有顶点来说都是一样的。 3. Varying类型。这种类型用于从vertex shader往pixel shader传递数据，vertex shader的计算结果通过它们流入到pixel shader环节。此外，GLSL还有一些内建的uniform和常量类型数据，它们以gl_打头，如uniform mat4 gl_ModelViewMatrix，const int gl_MaxLights = 8 等。在定义自己的变量时需要注意命名冲突的问题。以上是GLSL中数据类型的粗略介绍，详细的内容大家可以参考一下《OpenGL Shading Language, Second Edition》一书，感兴趣的朋友可以向我索取。下面我们转入今天的核心话题：数据传递。对于第1种数据类型——Attribute，OpenGL使用常规的顶点设置指令来传递相关数据，如前面我们提到的glVertex, glNormal等指令。比如glVertex，在指定了顶点的坐标之后，内建数据变量gl_Vertex（attribute vec4 gl_Vertex;）的值会被修改为glVertex指令所指定的值，然后这个值可以由vertex shader中的代码所使用。不过这仅限于系统内置的数据，对于可编程的图形流水线来说，要制造出精美复杂的渲染效果仅仅靠这一些内置的数据是不够的，通常情况下我们需要传入一些具有其他含义的数据给shader，这些数据将存入由OpenGL为其预留的空间。我们来看看下面的指令。指令void glVertexAttrib{1|2|3|4}{s|f|d}(GLuint index, TYPE v) 可以用来指定自定义的attribute数据。这跟OpenGL的其他顶点属性指令在使用上是一样的。其中的index指定了存入的位置（我们可以这么认为），vertex shader可以从这些位置把数据读取出来。另外，还有一些类似的指令，提供了对数组类型、单位化（即绝对值不超过1.0）数据的传递，如下： void glVertexAttrib{1|2|3}{s|f|d}v(GLuint index, const TYPE *v) ［数组类型］ void glVertexAttrib4{b|s|i|f|d|ub|us|ui}v(GLuint index, const TYPE *v)［数组类型］ void glVertexAttrib4Nub(GLuint index, TYPE v) ［单位化］ void glVertexAttrib4N{b|s|i|f|d|ub|us|ui}v(GLuint index, const TYPE *v)［单位化］更为通用的一种指令是 void glVertexAttribPointer(GLuint index, GLint size, GLenum type, GLboolean normalized, GLsizei stride, const GLvoid *pointer) 这条指令需要如下指令来配合使用 void glEnableVertexAttribArray(GLuint index)［打开该vertex attribute array］ void glDisableVertexAttribArray(GLuint index)［关闭该vertex attribute array］实际上它们跟打开和关闭OpenGL客户端状态的使用方法是一样的。 OK，到此我们已经完成了一半的工作，在启动绘图指令之后（如glDawXxxx系列），应用程序便会把数据传递给shader。剩下的一半工作就是shader如何来访问传入的数据。第一种方案是所有的工作都由GLSL的链接器自动来完成，然后向OpenGL查询需要访问的数据。［用得较少，书中未详细说明，在此略过.....］。第二种方案是绑定，即由应用程序明确的表示把哪些索引（存储位置）绑定到哪些变量（名称），这样，在shader中直接引用变量的名称就可以了，如下： void glBindAttribLocation(GLuint program, GLuint index, const GLchar *name) 该指令把某个shader程序（program）中的index（存储位置）与变量name（变量名称）绑定。这样，程序通过把数据存储到index指定的位置，绑定之后，shader就可以通过name来访问，跟普通变量的使用方式一样。与之相对应的还有一条查询指令，用于查询shader中某个变量所对应的存储区索引位置： GLint glGetAttribLocation(GLuint program, const GLchar *name) 绑定指令可以将一个位置绑定到多个变量，即别名机制，就如同c++里可以创建引用一样；但是一个变量不能对应到多个索引位置，这一点比较容易理解；同时，并非所有的绑定都会生效。如果shader中没有使用某个变量，而这个变量被使用了绑定指令，则它是处于非激活状态的，对于这样的变量GLSL在处理过程中会把它优化掉。通过指令 void glGetActiveAttrib(GLuint program, GLuint index, GLsizei bufSize, GLsizei *length, GLint *size, GLenum *type, GLchar *name) 可以查询变量的激活状态。这是Attribute类型的数据传递方式。对于Uniform数据，没有“绑定”，而是通过查询对应变量对应的索引位置来设置。使用方式与Attribute类似，对应于下面一组指令： void glUniform{1|2|3|4}{f|i}(GLint location, TYPE v)［指定普通变量］ void glUniform{1|2|3|4}{f|i}v(GLint location, GLuint count, const TYPE v)［指定数组变量］ void glUniformMatrix{2|3|4}fv(GLint location, GLuint count, GLboolean transpose, const GLfloat *v)［指定矩阵变量］ GLint glGetUniformLocation(GLuint program, const GLchar *name)［查询］ void glGetUniformfv(GLuint program, GLint location, GLfloat *params)［查询数组］ void glGetUniformiv(GLuint program, GLint location, GLint *params)［查询数组］ void glGetActiveUniform(GLuint program, GLuint index, GLsizei bufSize, GLsizei *length, GLint *size, GLenum *type, GLchar *name)［查询激活的变量］需要注意一点的是，与Attribute类型不同，Uniform可以定义结构体变量，而结构体变量是无法直接查询的，只能查询到它的成员。比如，A是一个结构体，那么glGetUniformLocation( program, "A" ）是无效的，而glGetUniformLocation( program, "A.b" ）是有效的（b是A的一个成员变量）。其他的与Attribute类型基本一致。对于采样器类型，则有其专用的指令：glUniform1i 和 glUniform1iv。实际就是把对应的纹理单元编号传递给shader。以上就是关于数据传递的主要内容。还有一些特殊的情况，用得相对较少，在后续涉及到的时候再跟大家一起讨论。好了，我该继续学习去了，之后再跟大家一起分享我的学习成果^_^
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