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title: Learning OpenGL：GLSL Shader 手册 date: 2017-02-26 14:26:08 categories: Tech author: cp tags:
基本类型
| 类型 | 说明 |
|---|---|
| void | 空类型 |
| bool | 布尔类型 |
| int | 带符号的整数 signed integer |
| float | 带符号的浮点数 floating scalar |
| vec2,vec3,vec4 | n维浮点数向量 n-component floating point vector |
| bvec2,bvec3,bvec4 | n维整数向量 singed integer vector |
| bvec2,bvec3,bvec4 | n维布尔向量 boolean vector |
| ivec2,ivec3,ivec4 | n维整数向量 singed integer vector |
| mat2,mat3,mat4 | 2X2,3X3,4X4 浮点数矩阵 float matrix |
| sampler2D | 2D 纹理 a 2D texture |
| samplerCube | 盒纹理 cube mapped texture |
基本结构和数组
| 类型 | 说明 |
|---|---|
| 结构 | struct type-name{} 类似c语言中的结构体 |
| 数组 | float foo3[] glsl 只支持1维数组，数组可以是结构体的成员 |
##内置的特殊变量
glsl程序使用一些特殊的内置变量与硬件进行沟通。大致分成input,output两种类型，input类型，负责向硬件（渲染管线）发送数据，output类型负责向程序回传数据。
- 在vertex shader中
output 类型的内置变量：
| 变量 | 说明 | 单位 |
|---|---|---|
| highp vec4 gl_Position; | gl_Position 放置顶点坐标信息 | vec4 |
| mediump float gl_Pointsize; | gl_PointSize 需要绘制点的大小（只在gl.POINTS模式下有效） | float |
- 在fragment Shader中：
input 类型的内置变量：
| 变量 | 说明 | 单位 |
|---|---|---|
| mediump vec4 gl_FragCoord; | 片元在fragmebuffer画面的相对位置 | vec4 |
| bool gl_FrontFacing | 标志当前图元是不是正面图元的一部分 | bool |
| mediump vec2 gl_PointCoord; | 经过插值计算后的纹理坐标，点的范围是0.0到1.0 | vec2 |
output 类型的内置变量：
| 变量 | 说明 | 单位 |
|---|---|---|
| mediump vec4 gl_FragColor; | 设置当前片点的颜色 | vec4 |
| mediump vec4 gl_FragData[n]; | 设置当前片点的颜色,使用glDrawBuffers数据数组 | vec4 |
##内置函数库
###通用函数
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| T abs(T x) | 返回x的绝对值 |
| T sign(T x) | 比较x与0的值，大于，等于，小于 分别返回 1.0, 0.0, -1.0 |
| T floor(T x) | 返回 <= x 的最大整数 |
| T ceil(T x) | 返回 >= x 的最小整数 |
| T fract(T x) | 返回 x 的小数部分 |
| T mod(T x,T y) T mod(T x,float y) | 取 x,y 的余数 |
| T min(T x,T y) T min(T x,float y) | 取 x,y 的最小值 |
| T max(T x,T y) T max(T x,float y) | 取 x,y 的最大值 |
| T clamp(T x,T minVal, T maxVal) T clamp(T x,float minal, float maxVal) | min ( max (x, minVal), maxVal)，返回值限定在minVal,maxVal之间 |
| T mix(T x,T y, T a) T mix(T x,T y, float a) | 取 x,y 的线性混合，x(1-a)+ya |
| T step(T edge,T x) T step(float edge,T x) | if x < edge返回0.0， 否则返回1.0 |
| T smoothstep(T edge,T edge1, T x) T smoothstep(float edge0, float edge1,T x) | if x < edge0返回 0.0，if x > edge1返回1.0， 否则返回Hermite插值 |
角度&三角函数
下文中的类型T可以是float, vec2, vec3, vec4且可以逐分量操作.
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| T radinans(T degrees) | 角度转弧度 |
| T degrees(T radians) | 弧度转角度 |
| T sin(T angle) | 正弦函数 |
| T cos(T angle) | 余弦函数 |
| T tan(T angle) | 正切函数 |
| T asin(T angle) | 反正弦函数 |
| T acos(T angle) | 反余弦函数 |
| T atan(T y, T x) T atan(T y_over_x) | 反正切函数 |
指数函数
下文中的类型T可以是float, vec2, vec3, vec4且可以逐分量操作.
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| T pow(T x, T y) | 返回x的y次幂 |
| T exp(T x) | 返回x的自然指数幂 |
| T log(T x) | 返回x的自然对数 ln |
| T exp2(T x) | 返回2的x次幂 |
| T log2(T x) | 返回2位低的对数 log2 |
| T sqrt(T x) | 开根号 √x |
| T inversesqrt(T x) | 先开根号，在取倒数， |
几何函数
下文中的类型T可以是float, vec2, vec3, vec4且可以逐分量操作.
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| float length(T x) | 返回矢量x的长度 |
| float distance(T p0,T p1) | 返回p0, p1两点的距离 |
| float dot(T x,T y) | 返回x y 的点积 |
| vec3 cross(vec3 x,vec3 y) | 返回x y 的叉积 |
| vec3 normalize(T y) | 对x进行归一化，保持向量方向不变但长度变为1 |
| vec3 faceforward(T N, T I, T Nref) | 根据 矢量 N 与Nref 调整法向量 |
| vec3 reflect(T I, T N) | 返回 I - 2 * dot(N,I) * N, 结果是入射矢量 I 关于法向量N的 镜面反射矢量 |
| vec3 normalize(T I, T N, float eta) | 返回入射矢量I关于法向量N的折射矢量,折射率为eta |