【3】单着色器文件读取

Basic.shader文件，可以发现顶点着色器和片段着色器是写在一个文件里的，这里我们将他们读取出来，而不是上一篇使用string的方式。

        
#shader vertex
#version 330 corelayout(location = 0) in vec4 position;void main()
{gl_Position  = position;
};#shader fragment
#version 330 corelayout(location = 0) out vec4 color;void main()
{color = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
};

主要代码：

//返回的结构体，一个vertex字符串，一个fragment字符串
struct ShaderProgramSource
{std::string VertexSource;std::string FragmentSource;
};static ShaderProgramSource ParseShader(const std::string& filepath) {std::ifstream stream(filepath);/*您提出了一个好问题。从语法角度来分析一下,enum class 为什么被称为"带作用域的枚举类型":- 普通的 enum 定义是:enum EnumName {value1, value2}- 枚举值不加作用域,可以直接使用值名- 而 enum class 定义是:enum class EnumName {value1,value2} - 这里使用了class关键字- 根据C++标准,class关键字会为枚举类型生成一个新的作用域- 枚举值名会放在这个新的作用域中- 所以要使用枚举值名,需要加上作用域操作符::如EnumName::value1- 这样就隔离开其他作用域中的可能重复名称- 并防止枚举值名与其他名称冲突所以,从enum class语法中class关键字产生的作用域来看:- 它为枚举类型值名生成了一个独立的命名空间- 这就产生了"带作用域"的语义希望这个分析可以帮您理解enum class的语法机制!*/enum class ShaderType { /* 带作用域的枚举类型，不是类*/NONE = -1, VERTEX = 0, FRAGMENT = 1};std::string line;std::stringstream ss[2];ShaderType type = ShaderType::NONE;while (getline(stream, line)) {if (line.find("#shader") != std::string::npos) { /* 找到了*/if (line.find("vertex") != std::string::npos) {// set mode to vertextype = ShaderType::VERTEX;}else if (line.find("fragment") != std::string::npos) {// set mode to fragmenttype = ShaderType::FRAGMENT;}}else {ss[(int)type] << line << '\n';}}return { ss[0].str(), ss[1].str() };
}

读取结果：通过string打印可以看到成功了。

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所有代码：

#include <iostream>
#include <string> #include <GL/glew.h> 
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <fstream>
#include <sstream>struct ShaderProgramSource
{std::string VertexSource;std::string FragmentSource;
};static ShaderProgramSource ParseShader(const std::string& filepath) {std::ifstream stream(filepath);/*您提出了一个好问题。从语法角度来分析一下,enum class 为什么被称为"带作用域的枚举类型":- 普通的 enum 定义是:enum EnumName {value1, value2}- 枚举值不加作用域,可以直接使用值名- 而 enum class 定义是:enum class EnumName {value1,value2} - 这里使用了class关键字- 根据C++标准,class关键字会为枚举类型生成一个新的作用域- 枚举值名会放在这个新的作用域中- 所以要使用枚举值名,需要加上作用域操作符::如EnumName::value1- 这样就隔离开其他作用域中的可能重复名称- 并防止枚举值名与其他名称冲突所以,从enum class语法中class关键字产生的作用域来看:- 它为枚举类型值名生成了一个独立的命名空间- 这就产生了"带作用域"的语义希望这个分析可以帮您理解enum class的语法机制!*/enum class ShaderType { /* 带作用域的枚举类型，不是类*/NONE = -1, VERTEX = 0, FRAGMENT = 1};std::string line;std::stringstream ss[2];ShaderType type = ShaderType::NONE;while (getline(stream, line)) {if (line.find("#shader") != std::string::npos) { /* 找到了*/if (line.find("vertex") != std::string::npos) {// set mode to vertextype = ShaderType::VERTEX;}else if (line.find("fragment") != std::string::npos) {// set mode to fragmenttype = ShaderType::FRAGMENT;}}else {ss[(int)type] << line << '\n';}}return { ss[0].str(), ss[1].str() };
}/*方便起见,写成一个函数*/
static unsigned int CompileShader(unsigned int type, const std::string& source) {unsigned int id = glCreateShader(type);/*vertex 或者 fragment */const char* src = source.c_str(); /*或者写 &source[0]*/glShaderSource(id, 1, &src, nullptr);glCompileShader(id);int result;glGetShaderiv(id, GL_COMPILE_STATUS, &result);if (result == GL_FALSE) {int length;glGetShaderiv(id, GL_INFO_LOG_LENGTH, &length);// char message[length]; /*这里会发现因为长度不定，无法栈分配，但你仍要这么做*/char* message = (char*)alloca(length * sizeof(char));glGetShaderInfoLog(id, length, &length, message);std::cout << "Failed to compile " << (type == GL_VERTEX_SHADER ? "vertex":"fragment" )<< "shader!请定位到此行" << std::endl;std::cout << message << std::endl;glDeleteShader(id);return 0;}return id;
}/*使用static是因为不想它泄露到其他翻译单元？
使用string不是最好的选择，但是相对安全, int类型-该着色器唯一标识符，一个ID*/
static unsigned int CreateShader(const std::string& vertexShader, const std::string& fragmentShader) {/*使用unsigned是因为它接受的参数就是这样，或者可以使用 GLuint，但是作者不喜欢这样，因为它要使用多个图像api*/unsigned int program = glCreateProgram();unsigned int vs = CompileShader(GL_VERTEX_SHADER, vertexShader);unsigned int fs = CompileShader(GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentShader);glAttachShader(program, vs);glAttachShader(program, fs);glLinkProgram(program);glValidateProgram(program);glDeleteShader(vs);glDeleteShader(fs);return program;
}int main(void)
{GLFWwindow* window;/* Initialize the library */if (!glfwInit())return -1;//if (glewInit() != GLEW_OK)/*glew文档，这里会报错，因为需要上下文，而上下文在后面*///    std::cout << "ERROR!-1" << std::endl;/* Create a windowed mode window and its OpenGL context */window = glfwCreateWindow(640, 480, "Hello World", NULL, NULL);if (!window){glfwTerminate();return -1;}/* Make the window's context current */glfwMakeContextCurrent(window);if (glewInit() != GLEW_OK)/*这里就不会报错了*/std::cout << "ERROR!-2" << std::endl;std::cout << glGetString(GL_VERSION) << std::endl;float positions[6] = {-0.5f, 0.5f,0.0f, 0.0f,0.5f, 0.5f};/*这段代码是创建和初始化顶点缓冲对象(Vertex Buffer Object,简称VBO)。VBO是OpenGL中一个很重要的概念,用于高效渲染顶点数据。它这段代码的作用是:glGenBuffers生成一个新的VBO,ID保存到buffer变量中。glBindBuffer将这个VBO绑定到GL_ARRAY_BUFFER目标上。glBufferData向被绑定的这个VBO中填充实际的顶点数据。通过这三步:我们得到了一个可以存储顶点数据的VBO对象后续绘制调用只需要指定这个VBO就可以加载顶点数据教程强调VBO是因为:相对直接送入顶点更高效绘制调用不再需要每帧重复发送相同顶点提高渲染性能所以总结下VBO可以高效绘制复杂顶点数据至显卡,是OpenGL重要概念glGenBuffers(1, &buffer);
glGenBuffers作用是生成VBO对象的ID编号。第一个参数1表示要生成的VBO数量,这里只生成1个。第二个参数&buffer是用于返回生成的VBO ID编号。glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, buffer);
glBindBuffer用于将VBO对象绑定到指定的目标上。第一个参数GL_ARRAY_BUFFER表示要绑定的目标是顶点属性数组缓冲。GL_ARRAY_BUFFER指定将要保存顶点属性数据如位置、颜色等。第二个参数buffer就是前面glGenBuffers生成的VBO ID。所以总结下:glGenBuffers生成1个VBO对象并获取ID编号glBindBuffer将这个VBO绑定到属性缓冲目标上,作为后续顶点数据的存储对象。glBufferData的作用是向之前绑定的VBO对象中填充实际的顶点数据。参数说明:GL_ARRAY_BUFFER:指定操作目标为顶点属性缓冲(与glBindBuffer一致)6 * sizeof(float):数据大小,这里 positions 数组有6个float数positions:数组指针,提供实际的数据源GL_STATIC_DRAW:数据使用模式GL_STATIC_DRAW:数据不会或很少改变
GL_DYNAMIC_DRAW:数据可能会被修改
GL_STREAM_DRAW:数据每次绘制都会改变
它的功能是:分配指定大小内存给当前绑定的VBO对象将positions数组内容拷贝到VBO对象内存中以GL_STATIC_DRAW模式,显卡知道如何优化分配内存这样一来,positions数组中的顶点数据就上传到GPU中VBO对象里了。OpenGL随后通过该VBO对象来读取顶点数据进行绘制。*/unsigned int buffer;glGenBuffers(1, &buffer);glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, buffer);glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, 6 * sizeof(float), positions, GL_STATIC_DRAW);glEnableVertexAttribArray(0);/*index-只有一个属性，填0size-两个数表示一个点，填2stripe-顶点之间的字节数pointer-偏移量好的,我们来用一个例子来解释glVertexAttribPointer的参数含义:假设我们有一个VBO,里面存放3个三维顶点数据,每个顶点由(x,y,z)组成,每个元素类型为float。那么数据在VBO中排列如下:VBO地址 | 数据
0     |  x1
4     |  y1\
8     |  z1
12     |  x2
16     |  y2
20     |  z2
24     |  x3
28     |  y3
32     |  z3现在我们要告诉OpenGL如何解析这些数据:glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 12, 0);- 0:属性为位置数据
- 3:每个位置由3个float组成,(x,y,z)
- GL_FLOAT:数据类型是float
- 12:当前属性到下一个属性的间隔,即一个顶点需要12个字节
- 0:这个属性起始位置就是VBO的开头这样OpenGL就知道:- 从VBO开始地址读取3个float作为第一个顶点的位置
- 下一个顶点偏移12字节再读取3个float最后一个参数0就是告诉OpenGL属性的起始读取偏移是多少。好的,用一个例子来具体说明一下这种情况:假设我们有一个VBO来存储顶点数据,每个顶点包含位置和颜色两个属性。数据在VBO内部的排列方式为:位置x | 位置y | 位置z | 颜色r | 颜色g | 颜色b那么对于第一个顶点来说,它在VBO内的布局是:VBO地址 | 数据
0     |  位置x\
4     |  位置y
8     |  位置z
12    |  颜色r
16    |  颜色g
20    |  颜色b此时,我们设置位置属性和颜色属性的指针:glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 24, 0);
glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 24, 12);可以看到:- 位置属性从0字节处开始读取
- 颜色属性从12字节处开始读取(让出位置数据占用的空间)这就是为什么位置属性的偏移不能写0,需要指定非0偏移量让出给颜色属性存储空间。这样才能正确解析这两个分开但共处一个VBO的数据。*/glVertexAttribPointer(0, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(float) * 2, 0);/* (const void)*8//*这里开始使用着色器*/// 测试 ShaderProgramSourceShaderProgramSource source = ParseShader("res/shaders/Basic.shader"); unsigned int shader = CreateShader(source.VertexSource, source.FragmentSource);glUseProgram(shader);/* Loop until the user closes the window */while (!glfwWindowShouldClose(window)){/* Render here */glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);// glDrawElements(GL_TRIANGLES, )/*    glBegin(GL_TRIANGLES);glVertex2f(-0.5f, 0.5f);glVertex2f(0.0f, 0.0f);glVertex2f(0.5f, 0.5f);glEnd();*//* Swap front and back buffers */glfwSwapBuffers(window);/* Poll for and process events */glfwPollEvents();}glDeleteProgram(shader);glfwTerminate();return 0;
}