本文最后更新于：2020年6月23日凌晨

前言

在上一篇文章中我们学习了 GLSL ES 的数据类型，那么本章节学习的是 GLSL ES 中运算符和限定符的内容。

上一篇：《Shader 入门：GLSL ES（数据类型）》

在本系列文章中主要针对 GLSL ES 3.0 进行讲解。

正文

运算符（Operators）

使用括号包裹的内容优先级最高！

优先级	操作符	描述
1	`++` `--`	后置自增、自减
2	`++` `--`	前置自增、自减
2	`+` `-` `~` `!`	一元运算
3	`*` `%` `/`	乘、取余、除
4	`+` `-`	加、减
5	`<<` `>>`	位运算
6	`<` `>` `<=` `>=` `==` `!=`	关系运算
7	`&` `^` `\|`	位与、位异或、位同或
8	`&&` `^^` `\|\|`	逻辑与、逻辑异或、逻辑同或
9	`?:`	三目运算
10	`=`	赋值
10	`+=` `-=` `*=` `/=` `%=` `<<=` `>>=` `&=` `^=` `\|=`	算术赋值

限定符（Qualifiers）

储存限定符（Storage Qualifiers）

声明变量时可以在类型前面添加一个储存限定符。

限定词	含义
无（默认）	用于局部作用域。
const	声明为只读的常量。
in	从上一阶段输入到当前着色器。
out	从当前着色器输出到下一阶段。
uniform	在着色器、OpenGL ES 和程序之间共享的变量。

const

使用 const 限定符修饰的变量即为常量，常量一但定义就不可再修改。

适用于标量、向量、矩阵、数组和结构体，但不适用于采样器：

// 声明定义常量
const int age = 18;
const vec4 color = vec4(0.5, 0.5, 0.5, 0.5);

// 也可以用于限定函数的参数
void doSomething(const float param) {
    param = 0.1; // Error! 不可！
    // ...
}

in

in 限定符常用于接收从上一阶段输出的变量：

1
2
3

in vec3 a_position; // 接收一个顶点坐标向量
in vec2 a_uv0; // 接收一个纹理坐标向量
in vec4 a_color; // 接受一个颜色向量

out

out 限定符常用于将当前着色器中的变量输出到下一阶段：

1 2	`out vec2 v_uv0; // 输出一个纹理坐标向量 out vec4 v_color; // 输出一个颜色向量`

uniform

使用 uniform 限定符来表示一个统一且只读的全局变量，该变量为所有着色器所共用。

注意：声明了却没有使用的 uniform 变量会在编译时被静默移除！

1	`uniform sampler2D texture;`

另外 uniform 变量只能在程序中使用 OpenGL ES 的一系列 glUniform API 进行赋值：

// 程序代码
int location = glGetUniformLocation(shaderProgram, "color"); // 查找 color 的位置（索引）
glUniform4f(location, 0.0f, 0.1f, 0.0f, 1.0f); // 给 color 赋值

// 着色器代码
uniform vec4 color; // vec4(0.0, 0.1, 0.0, 1.0)

参数限定符（Parameter Qualifiers）

函数的参数也可以使用限定符。

限定词	含义
无（默认）	和 `in` 的作用一致。
`in`	表示复制进函数体内的参数（值传递，不影响原来的值）。
`out`	表示函数向外复制的参数，必须是之前未被初始化的变量（引用传递，会影响原来的值）。
`inout`	表示参数将在函数内外保持一致（引用传递，会影响原来的值）。

使用示例：

// in
void doo(in float param) { ... } // 和普通不加限定词的参数一样

// out
void foo(out int param) { 
    param = 666;
}
int a; // 声明了但是没有初始化
foo(a); // a = 666

// inout
void goo(inout int param) {
    param = param++;
}
int b = 1;
goo(b); // b = 2

精度限定符（Precision Qualifiers）

浮点数、整数和采样器类型声明可以添加精度限定词来设置精度范围（精度控制可以扩展至向量和矩阵）。

精度限定符不适用于常量、布尔类型和构造函数！

限定词	含义
`highp`	满足顶点语言的最低要求（使用 `highp` 可以获得最大的范围和精度，但是也有可能会降低运行速度）。
`mediump`	范围和精度介于 `highp` 和 `lowp` 之间（通常用于储存高范围的颜色数据和低精度的几何数据）。
`lowp`	范围和精度比 `meduimp` 小，但是足以储存所有 8-bit 颜色数据。

// 变量声明
lowp float a;
mediump vec2 p;
highp mat4 m;

// 函数声明（返回值和参数）也适用
highp float foo(highp param);

默认精度限定符（Default Precision Qualifiers）

我们可以用 precision 关键字来声明指定类型的默认精度：

// 声明方式
precision 精度限定符 类型;

// 示例：声明 float 类型的默认精度为 highp
precision highp float;

在未主动声明精度的情况下，在顶点着色器中有以下默认精度声明：

precision highp float;
precision highp int;
precision lowp sampler2D;
precision lowp samplerCube;

而在片段着色器中有以下默认精度声明：

1
2
3

precision mediump int;
precision lowp sampler2D;
precision lowp samplerCube;

在片段着色器中浮点类型、浮点向量和浮点矩阵都没有默认的精度，所以使用时就必须声明其精度，或者事先声明默认精度！

另外，上面没有提到的类型都没有默认精度！

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Shader Cocos Creator OpenGL

#Shader #GLSL ES #OpenGL #编程语言

Shader 入门：GLSL ES（运算符和限定符）

https://chenpipi.cn/post/shader-quickstart-glsles-3/

作者

陈皮皮

发布于

2020年6月23日

更新于

2020年6月23日

许可协议

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