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探索 OpenGL 音视频渲染技术（5）：着色器
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原文中文，约12000字，阅读约需29分钟。
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内容提要
本文介绍了OpenGL着色器的基本概念和GLSL语言的使用，重点讲解了输入输出变量和uniforms的定义及其在图形渲染中的应用。通过示例展示了顶点着色器与片段着色器之间的数据传递，以及利用uniforms实现动态效果。
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关键要点
- OpenGL着色器是位于GPU上的小程序，负责将输入转换为输出。
- GLSL是一种专为图形使用而设计的类似C的语言，包含向量和矩阵操作的功能。
- 着色器的基本结构包括版本声明、输入输出变量、uniform和主函数。
- 顶点着色器的输入变量称为顶点属性，最大数量受硬件限制，OpenGL保证至少有16个可用。
- GLSL支持多种数据类型，包括int、float、double、uint和bool，以及向量和矩阵。
- 向量可以包含2、3或4个分量，支持灵活的分量选择方式，称为swizzling。
- 着色器通过in和out关键字定义输入和输出，以便在不同着色器之间传递数据。
- 顶点着色器需要接收输入以处理顶点数据，片段着色器需要输出颜色。
- Uniforms是从CPU传递数据到GPU的全局变量，可以在任何着色器阶段访问。
- Uniforms的值在设置后保持不变，直到被更新或重置。
- 通过uniforms可以实现动态效果，例如根据时间变化的颜色。
- 可以通过顶点属性传递更多数据，避免为每个顶点声明多个uniforms。
- 片段插值是根据顶点颜色生成的，允许在三角形上实现平滑的颜色过渡。
- 创建一个着色器类可以简化着色器的编写、编译和管理过程。
- 着色器类可以从文件读取源代码，编译和链接着色器，并提供设置uniform的便利函数。
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延伸问答
OpenGL着色器的基本功能是什么？
OpenGL着色器是位于GPU上的小程序，负责将输入转换为输出。
GLSL语言的特点是什么？
GLSL是一种专为图形使用而设计的类似C的语言，支持向量和矩阵操作。
什么是uniforms，它们在着色器中有什么作用？
Uniforms是从CPU传递数据到GPU的全局变量，可以在任何着色器阶段访问，值在设置后保持不变。
顶点着色器和片段着色器之间如何传递数据？
通过在顶点着色器中定义输出变量，并在片段着色器中定义相应的输入变量，OpenGL会自动链接它们。
GLSL支持哪些数据类型？
GLSL支持int、float、double、uint、bool以及向量和矩阵等多种数据类型。
如何使用着色器类简化着色器的管理？
创建一个着色器类可以从文件读取源代码，编译和链接着色器，并提供设置uniform的便利函数。
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