opengl之vsh、fsh简易介绍+cocos2dx 3.0 shader 变灰

opengl之vsh、fsh简易介绍+cocos2dx 3.0 shader 变灰,第1张

概述opengl之vsh、fsh简易介绍+cocos2dx 3.0 shader 变灰 认识着色器   理解OpenGL渲染管线,对于学习OpenGL非常重要。下面是OpenGL渲染管线的示意图:(图中淡蓝色区域是可以编程的阶段) 此图是从wiki中拿过来的,OpenGL的渲染管线主要包括: 准备顶点数据(通过VBO、VAO和Vertex attribute来传递数据给OpenGL) 顶点处理(这里主 opengl之vsh、fsh简易介绍+cocos2dx 3.0 shader 变灰 认识着色器

理解OpenGL渲染管线,对于学习OpenGL非常重要。下面是OpenGL渲染管线的示意图:(图中淡蓝色区域是可以编程的阶段)

此图是从wiki中拿过来的,OpenGL的渲染管线主要包括:

准备顶点数据(通过VBO、VAO和Vertex attribute来传递数据给OpenGL)

顶点处理(这里主要由Vertex Shader来完成,从上图中可以看出,它还包括可选的tessellation和Geometry shader阶段)

顶点后处理(主要包括ClipPing,顶点坐标归一化和vIEwport变换)

Primitive组装(比如3点组装成一个3角形)

光栅化成一个个像素

使用Fragment shader来处理这些像素

采样处理(主要包括Scissor Test,Depth Test,Blending,Stencil Test等)。

OpenGL Shader Language,简称GLSL,它是一种类似于C语言的专门为GPU设计的语言,它可以放在GPU里面被并行运行。 opengl es的着色器有.fsh和.vsh两个文件。这两个文件在被编译和链接后就可以产生可执行程序与GPU交互。 .vsh 是 vertex shader,用与顶点计算,可以理解控制顶点的位置,在这个文件中我们通常会传入当前顶点的位置,和纹理的坐标。 例如:
attribute vec4 position; attribute vec4 inputTextureCoordinate;varying vec2 textureCoordinate;precision mediump float;uniform float overTurn;voID main(){gl_position = position;    if (overTurn>0.0) {        textureCoordinate = vec2(inputTextureCoordinate.x,overTurn-inputTextureCoordinate.y);    }    else        textureCoordinate = vec2(inputTextureCoordinate.x,inputTextureCoordinate.y);}

首先,每一个Shader程序都有一个main函数,这一点和c语言是一样的。

这里面有两种类型的变量,一种是attribute,另一种是varying.

attribute是从外部传进来的,每一个顶点都会有这两个属性,所以它也叫做vertex attribute(顶点属性)。

而varying类型的变量是在vertex shader和fragment shader之间传递数据用的。

这里的变量命名规则保持跟c一样就行了,注意gl_开头的变量名是系统内置的变量,所以大家在定义自己的变量名时,请不要以gl_开头。

而CC_MVPMatrix是一个mat4类型的变量,它是在cocos2d-x内部设置进来的。

即:

attribute:外部传入vsh文件的变量 每帧的渲染的可变参数 变化率高 用于定义每个点。

varying:用于 vsh和fsh之间相互传递的参数。

precisionmediump float 定义中等精度的浮点数。

uniform 外部传入vsh文件的变量 变化率较低 对于可能在整个渲染过程没有改变 只是个常量。

在main()当overTurn大于0的时候,函数里面做的事情就是将纹理y轴反转。

vertex shader是作用于每一个顶点的,如果vertex有三个点,那么vertex shader会被执行三次。

.fsh 是片段shader。在这里面我可以对于每一个像素点进行重新计算。

varying highp vec2 textureCoordinate;precision mediump float;uniform sampler2D vIDeoFrame;vec4 memoryRender(vec4 color){    float gray;    gray = color.r*0.3+color.g*0.59+color.b*0.11;    color.r = gray;    color.g = gray;    color.b = gray;        color.r += color.r*1.5;    color.g = color.g*2.0;        if(color.r > 255.0)    color.r = 255.0;    if(color.g > 255.0)    color.g = 255.0;        return color;}voID main(){    vec4 pixelcolor;    pixelcolor = texture2D(vIDeoFrame,textureCoordinate);        gl_Fragcolor = memoryRender(pixelcolor);}

varyinghighpvec2textureCoordinate就是从vsh中传过来了纹理坐标。

uniformsampler2DvIDeoFrame是我们真正的纹理贴图。

texture2D(vIDeoFrame,textureCoordinate) 将纹理中的每个像素点颜色取出到pixelcolor。

可以用memoryRender(pixelcolor)将取到像素点重新加工。

fragment shader中也有一个main函数,同时我们看到这里也声明了一个与vertex shader相同的变量textureCoordinate。前面我们讲过,这个变量是用来在vertex shader和fragment shader之间传递数据用的。所以,它们的参数类型必须完全相同。如果一个是vec3,一个是vec4,shader编译的时候是会报错的。

而gl_Fragcolor我们知道它肯定是一个系统内置变量了,它的作用是定义最终画在屏幕上面的像素点的颜色。

总结:

对于着色器的编程并不是很困难,完全是C的语法。但是deBUG比较麻烦,对于类型的约束也很严格,必须是相同类型的才能进行算术运算。我们理解了这两个文件之后,就可以发挥我们的想象对纹理图片做出各种的处理。

另有人总结:

vsh 负责搞定像素位置,填写gl_Posizion 变量,偶尔搞定一下点大小的问题,填写 gl_PixelSize。

fsh 负责搞定像素外观,填写 gl_Fragcolor ,偶尔配套填写另外一组变量。

他们都是一个像素运行一次的,也可能运行多次。为了“这一像素”而努力计算。

程序的版本是cocos2dx 3.0.vs 2012.

代码如下:

#ifndef  __GLTesting_H_#define  __GLTesting_H_#include "cocos2d.h"USING_NS_CC;class GLTestingLayer : public cocos2d::Layer{public:    static cocos2d::Scene* createScene();    virtual bool init();      voID menuCloseCallback(cocos2d::Ref* pSender);    CREATE_FUNC(GLTestingLayer);    voID graySprite(Sprite * sprite);    virtual voID visit( Renderer* renderer,const kmMat4 &parenttransform,bool parenttransformUpdated ) overrIDe;    voID onDraw();private:    CustomCommand _command;};#endif // ! __GLTesting_H_GLTestingLayer
GLTestingLayer
#include "GLTestingLayer.h"cocos2d::Scene* GLTestingLayer::createScene(){    auto scene = Scene::create();    auto layer = GLTestingLayer::create();    scene->addChild(layer);    return scene;}bool GLTestingLayer::init(){    if ( !Layer::init() )      {          return false;      }      this->setposition(0,0);    Size visibleSize = Director::getInstance()->getVisibleSize();      auto sprite = Sprite::create("HelloWorld.png");      sprite->setAnchorPoint(Point(0.5,0.5));      sprite->setposition(Point(visibleSize.wIDth / 2,visibleSize.height / 2));      this->addChild(sprite);      graySprite(sprite);      this->setShaderProgram( shadercache::getInstance()->getProgram(GLProgram::SHADER_name_position_color));    return true;  }voID GLTestingLayer::menuCloseCallback( cocos2d::Ref* pSender ){}voID GLTestingLayer::graySprite( Sprite * sprite ){    if(sprite)      {           GLProgram * p = new GLProgram();          p->initWithfilenames("gray.vsh","gray.fsh");          p->bindAttribLocation(GLProgram::ATTRIBUTE_name_position,GLProgram::VERTEX_ATTRIB_position);          p->bindAttribLocation(GLProgram::ATTRIBUTE_name_color,GLProgram::VERTEX_ATTRIB_color);          p->bindAttribLocation(GLProgram::ATTRIBUTE_name_TEX_COORD,GLProgram::VERTEX_ATTRIB_TEX_COORDS);          p->link();          p->updateUniforms();          sprite->setShaderProgram(p);      }  }voID GLTestingLayer::visit( Renderer* renderer,bool parenttransformUpdated ){    Layer::visit( renderer,parenttransform,parenttransformUpdated );    _command.init(_globalZOrder);    _command.func = CC_CALLBACK_0(GLTestingLayer::onDraw,this);    Director::getInstance()->getRenderer()->addCommand(&_command);}voID GLTestingLayer::onDraw(){    auto glProgram = this->getShaderProgram();    glProgram->use();    glProgram->setUniformsForBuiltins();    glPointSize( 10.0f);    glcolor4f( 0.0f,1.0f,0.0f,1.0f);    auto size = Director::getInstance()->getWinSize();    float vertercIEs[] = { 100,100,200,300,100 };    float color[] = { 1,1,1 };    GL::enabLevertexAttribs(GL::VERTEX_ATTRIB_FLAG_position | GL::VERTEX_ATTRIB_FLAG_color );    glVertexAttribPointer(GLProgram::VERTEX_ATTRIB_position,2,GL_float,GL_FALSE,vertercIEs );    glVertexAttribPointer(GLProgram::VERTEX_ATTRIB_color,4,GL_TRUE,color);    // 绘制三角形      glDrawArrays(GL_TRIANGLES,3 );    //通知cocos2d-x 的renderer,让它在合适的时候调用这些OpenGL命令      CC_INCREMENT_GL_DRAWN_BATCHES_AND_VERTICES(1,3);    CHECK_GL_ERROR_DEBUG();}GLTestingLayer.cpp
GLTestingLayer.cpp

内有利用shader使得sprite变灰的代码。

下面是变灰所用到的vsh和fsh文件。

attribute vec4 a_position;attribute vec2 a_texCoord;attribute vec4 a_color;                    varying vec4 v_fragmentcolor;varying vec2 v_texCoord;                                voID main()    {                                gl_position = CC_PMatrix * a_position;    v_fragmentcolor = a_color;    v_texCoord = a_texCoord;}gray.vsh
gray.vsh gray.fsh
varying vec4 v_fragmentcolor;    varying vec2 v_texCoord;    uniform sampler2D CC_Texture0;            voID main()            {    vec4 v_orcolor = v_fragmentcolor * texture2D(CC_Texture0,v_texCoord);    float gray = dot(v_orcolor.rgb,vec3(0.299,0.587,0.114));    gl_Fragcolor = vec4(gray,gray,v_orcolor.a);}                gray.fsh
转自:http://www.cnblogs.com/slysky/p/3949718.HTML 总结

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