如题所述
变量
GLSL的变量命名方式与C语言类似。变量的名称可以使用字母，数字以及下划线，但变量名不能以数字开头，还有变量名不能以gl_作为前缀，这个是GLSL保留的前缀，用于GLSL的内部变量。当然还有一些GLSL保留的名称是不能够作为变量的名称的。
基本类型
除了布尔型，整型，浮点型基本类型外，GLSL还引入了一些在着色器中经常用到的类型作为基本类型。这些基本类型都可以作为结构体内部的类型。如下表:
类型 描述
void 跟C语言的void类似，表示空类型。作为函数的返回类型，表示这个函数不返回值。
bool 布尔类型，可以是true 和false，以及可以产生布尔型的表达式。
int 整型 代表至少包含16位的有符号的整数。可以是十进制的，十六进制的，八进制的。
float 浮点型
bvec2 包含2个布尔成分的向量
bvec3 包含3个布尔成分的向量
bvec4 包含4个布尔成分的向量
ivec2 包含2个整型成分的向量
ivec3 包含3个整型成分的向量
ivec4 包含4个整型成分的向量
mat2 或者 mat2x2 2×2的浮点数矩阵类型
mat3或者mat3x3 3×3的浮点数矩阵类型
mat4x4 4×4的浮点矩阵
mat2x3 2列3行的浮点矩阵（OpenGL的矩阵是列主顺序的）
mat2x4 2列4行的浮点矩阵
mat3x2 3列2行的浮点矩阵
mat3x4 3列4行的浮点矩阵
mat4x2 4列2行的浮点矩阵
mat4x3 4列3行的浮点矩阵
sampler1D 用于内建的纹理函数中引用指定的1D纹理的句柄。只可以作为一致变量或者函数参数使用
sampler2D 二维纹理句柄
sampler3D 三维纹理句柄
samplerCube cube map纹理句柄
sampler1DShadow 一维深度纹理句柄
sampler2DShadow 二维深度纹理句柄
结构体
结构体
结构体可以组合基本类型和数组来形成用户自定义的类型。在定义一个结构体的同时，你可以定义一个结构体实例。或者后面再定义。
struct surface {float indexOfRefraction;
vec3 color;float turbulence;
} mySurface;
surface secondeSurface;
你可以通过=为结构体赋值，或者使用 ==，!=来判断两个结构体是否相等。
mySurface = secondSurface;
mySurface == secondSurface;
只有结构体中的每个成分都相等，那么这两个结构体才是相等的。访问结构体的内部成员使用. 来访问。
vec3 color = mySurface.color + secondSurface.color;
结构体至少包含一个成员。固定大小的数组也可以被包含在结构体中。GLSL的结构体不支持嵌套定义。只有预先声明的结构体可以嵌套其中。
struct myStruct {
vec3 points[3]; //固定大小的数组是合法的
surface surf; //可以，之前已经定义了
struct velocity { //不合法float speed;
vec3 direction;
} velo;
subSurface sub; //不合法，没有预先声明；};struct subSurface { int id;
};
数组
GLSL中只可以使用一维的数组。数组的类型可以是一切基本类型或者结构体。下面的几种数组声明是合法的：
surface mySurfaces[];
vec4 lightPositions[8];
vec4 lightPos[] = light www.hnnedu.com Positions;const int numSurfaces = 5;
surface myFiveSurfaces[numSurfaces];float[5] values;
指定显示大小的数组可以作为函数的参数或者使返回值,也可以作为结构体的成员.数组类型内建了一个length()函数，可以返回数组的长度。
lightPositions.length() //返回数组的大小 8
最后，你不能定义数组的数组。
修饰符
变量的声明可以使用如下的修饰符。
修饰符 描述
const 常量值必须在声明是初始化。它是只读的不可修改的。
attribute 表示只读的顶点数据，只用在顶点着色器中。数据来自当前的顶点状态或者顶点数组。它必须是全局范围声明的，不能再函数内部。一个attribute可以是浮点数类型的标量，向量，或者矩阵。不可以是数组或则结构体
uniform 一致变量。在着色器执行期间一致变量的值是不变的。与const常量不同的是，这个值在编译时期是未知的是由着色器外部初始化的。一致变量在顶点着色器和片段着色器之间是共享的。它也只能在全局范围进行声明。
varying 顶点着色器的输出。例如颜色或者纹理坐标，（插值后的数据）作为片段着色器的只读输入数据。必须是全局范围声明的全局变量。可以是浮点数类型的标量，向量，矩阵。不能是数组或者结构体。
centorid varying 在没有多重采样的情况下，与varying是一样的意思。在多重采样时，centorid varying在光栅化的图形内部进行求值而不是在片段中心的固定位置求值。
invariant (不变量)用于表示顶点着色器的输出和任何匹配片段着色器的输入，在不同的着色器中计算产生的值必须是一致的。所有的数据流和控制流，写入一个invariant变量的是一致的。编译器为了保证结果是完全一致的，需要放弃那些可能会导致不一致值的潜在的优化。除非必要，不要使用这个修饰符。在多通道渲染中避免z-fighting可能会使用到。
in 用在函数的参数中，表示这个参数是输入的，在函数中改变这个值，并不会影响对调用的函数产生副作用。（相当于C语言的传值），这个是函数参数默认的修饰符
out 用在函数的参数中，表示该参数是输出参数，值是会改变的。
inout 用在函数的参数，表示这个参数即是输入参数也是输出参数。
内置变量
内置变量可以与固定函数功能进行交互。在使用前不需要声明。顶点着色器可用的内置变量如下表：
名称 类型 描述
gl_Color vec4 输入属性-表示顶点的主颜色
gl_SecondaryColor vec4 输入属性-表示顶点的辅助颜色
gl_Normal vec3 输入属性-表示顶点的法线值
gl_Vertex vec4 输入属性-表示物体空间的顶点位置
gl_MultiTexCoordn vec4 输入属性-表示顶点的第n个纹理的坐标
gl_FogCoord float 输入属性-表示顶点的雾坐标
gl_Position vec4 输出属性-变换后的顶点的位置，用于后面的固定的裁剪等操作。所有的顶点着色器都必须写这个值。
gl_ClipVertex vec4 输出坐标，用于用户裁剪平面的裁剪
gl_PointSize float 点的大小
gl_FrontColor vec4 正面的主颜色的varying输出
gl_BackColor vec4 背面主颜色的varying输出
gl_FrontSecondaryColor vec4 正面的辅助颜色的varying输出
gl_BackSecondaryColor vec4 背面的辅助颜色的varying输出
gl_TexCoord[] vec4 纹理坐标的数组varying输出
gl_FogFragCoord float 雾坐标的varying输出
片段着色器的内置变量如下表：
名称 类型 描述
gl_Color vec4 包含主颜色的插值只读输入
gl_SecondaryColor vec4 包含辅助颜色的插值只读输入
gl_TexCoord[] vec4 包含纹理坐标数组的插值只读输入
gl_FogFragCoord float 包含雾坐标的插值只读输入
gl_FragCoord vec4 只读输入，窗口的x,y,z和1/w
gl_FrontFacing bool 只读输入，如果是窗口正面图元的一部分，则这个值为true
gl_PointCoord vec2 点精灵的二维空间坐标范围在(0.0, 0.0)到(1.0, 1.0)之间，仅用于点图元和点精灵开启的情况下。
gl_FragData[] vec4 使用glDrawBuffers输出的数据数组。不能与gl_FragColor结合使用。
gl_FragColor vec4 输出的颜色用于随后的像素操作
gl_FragDepth float 输出的深度用于随后的像素操作，如果这个值没有被写，则使用固定功能管线的深度值代替
表达式
操作符
GLSL语言的操作符与C语言相似。如下表（操作符的优先级从高到低排列）
操作符 描述
() 用于表达式组合，函数调用，构造
[] 数组下标，向量或矩阵的选择器
. 结构体和向量的成员选择
++ – 前缀或后缀的自增自减操作符
+ – ! 一元操作符，表示正 负 逻辑非
* / 乘 除操作符
+ - 二元操作符 表示加 减操作
<> <= >= == != 小于，大于，小于等于， 大于等于，等于，不等于 判断符
&& || ^^ 逻辑与 ，或， 异或
?: 条件判断符
= += –= *= /= 赋值操作符
, 表示序列
像 求地址的& 和 解引用的 * 操作符不再GLSL中出现，因为GLSL不能直接操作地址。类型转换操作也是不允许的。 位操作符(&,|,^,~, <<, >> ,&=, |=, ^=, <<=, >>=)是GLSL保留的操作符，将来可能会被使用。还有求模操作（%，%=)也是保留的。
数组访问
数组的下标从0开始。合理的范围是[0, size - 1]。跟C语言一样。如果数组访问越界了，那行为是未定义的。如果着色器的编译器在编译时知道数组访问越界了，就会提示编译失败。
vec4 myColor, ambient, diffuse[6], specular[6];
myColor = ambient + diffuse[4] + specular[4];
构造函数
构造函数可以用于初始化包含多个成员的变量，包括数组和结构体。构造函数也可以用在表达式中。调用方式如下：
vec3 myNormal = vec3(1.0, 1.0, 1.0);
greenTint = myColor + vec3(0.0, 1.0, 0.0);
ivec4 myColor = ivec4(255);
还可以使用混合标量和向量的方式来构造，只要你的元素足以填满该向量。
vec4 color = vec4(1.0, vec2(0.0, 1.0), 1.0);
vec3 v = vec3(1.0, 10.0, 1.0);
vec3 v1 = vec3(v);
GLSL的变量命名方式与C语言类似。变量的名称可以使用字母，数字以及下划线，但变量名不能以数字开头，还有变量名不能以gl_作为前缀，这个是GLSL保留的前缀，用于GLSL的内部变量。当然还有一些GLSL保留的名称是不能够作为变量的名称的。
基本类型
除了布尔型，整型，浮点型基本类型外，GLSL还引入了一些在着色器中经常用到的类型作为基本类型。这些基本类型都可以作为结构体内部的类型。如下表:
类型 描述
void 跟C语言的void类似，表示空类型。作为函数的返回类型，表示这个函数不返回值。
bool 布尔类型，可以是true 和false，以及可以产生布尔型的表达式。
int 整型 代表至少包含16位的有符号的整数。可以是十进制的，十六进制的，八进制的。
float 浮点型
bvec2 包含2个布尔成分的向量
bvec3 包含3个布尔成分的向量
bvec4 包含4个布尔成分的向量
ivec2 包含2个整型成分的向量
ivec3 包含3个整型成分的向量
ivec4 包含4个整型成分的向量
mat2 或者 mat2x2 2×2的浮点数矩阵类型
mat3或者mat3x3 3×3的浮点数矩阵类型
mat4x4 4×4的浮点矩阵
mat2x3 2列3行的浮点矩阵（OpenGL的矩阵是列主顺序的）
mat2x4 2列4行的浮点矩阵
mat3x2 3列2行的浮点矩阵
mat3x4 3列4行的浮点矩阵
mat4x2 4列2行的浮点矩阵
mat4x3 4列3行的浮点矩阵
sampler1D 用于内建的纹理函数中引用指定的1D纹理的句柄。只可以作为一致变量或者函数参数使用
sampler2D 二维纹理句柄
sampler3D 三维纹理句柄
samplerCube cube map纹理句柄
sampler1DShadow 一维深度纹理句柄
sampler2DShadow 二维深度纹理句柄
结构体
结构体
结构体可以组合基本类型和数组来形成用户自定义的类型。在定义一个结构体的同时，你可以定义一个结构体实例。或者后面再定义。
struct surface {float indexOfRefraction;
vec3 color;float turbulence;
} mySurface;
surface secondeSurface;
你可以通过=为结构体赋值，或者使用 ==，!=来判断两个结构体是否相等。
mySurface = secondSurface;
mySurface == secondSurface;
只有结构体中的每个成分都相等，那么这两个结构体才是相等的。访问结构体的内部成员使用. 来访问。
vec3 color = mySurface.color + secondSurface.color;
结构体至少包含一个成员。固定大小的数组也可以被包含在结构体中。GLSL的结构体不支持嵌套定义。只有预先声明的结构体可以嵌套其中。
struct myStruct {
vec3 points[3]; //固定大小的数组是合法的
surface surf; //可以，之前已经定义了
struct velocity { //不合法float speed;
vec3 direction;
} velo;
subSurface sub; //不合法，没有预先声明；};struct subSurface { int id;
};
数组
GLSL中只可以使用一维的数组。数组的类型可以是一切基本类型或者结构体。下面的几种数组声明是合法的：
surface mySurfaces[];
vec4 lightPositions[8];
vec4 lightPos[] = light www.hnnedu.com Positions;const int numSurfaces = 5;
surface myFiveSurfaces[numSurfaces];float[5] values;
指定显示大小的数组可以作为函数的参数或者使返回值,也可以作为结构体的成员.数组类型内建了一个length()函数，可以返回数组的长度。
lightPositions.length() //返回数组的大小 8
最后，你不能定义数组的数组。
修饰符
变量的声明可以使用如下的修饰符。
修饰符 描述
const 常量值必须在声明是初始化。它是只读的不可修改的。
attribute 表示只读的顶点数据，只用在顶点着色器中。数据来自当前的顶点状态或者顶点数组。它必须是全局范围声明的，不能再函数内部。一个attribute可以是浮点数类型的标量，向量，或者矩阵。不可以是数组或则结构体
uniform 一致变量。在着色器执行期间一致变量的值是不变的。与const常量不同的是，这个值在编译时期是未知的是由着色器外部初始化的。一致变量在顶点着色器和片段着色器之间是共享的。它也只能在全局范围进行声明。
varying 顶点着色器的输出。例如颜色或者纹理坐标，（插值后的数据）作为片段着色器的只读输入数据。必须是全局范围声明的全局变量。可以是浮点数类型的标量，向量，矩阵。不能是数组或者结构体。
centorid varying 在没有多重采样的情况下，与varying是一样的意思。在多重采样时，centorid varying在光栅化的图形内部进行求值而不是在片段中心的固定位置求值。
invariant (不变量)用于表示顶点着色器的输出和任何匹配片段着色器的输入，在不同的着色器中计算产生的值必须是一致的。所有的数据流和控制流，写入一个invariant变量的是一致的。编译器为了保证结果是完全一致的，需要放弃那些可能会导致不一致值的潜在的优化。除非必要，不要使用这个修饰符。在多通道渲染中避免z-fighting可能会使用到。
in 用在函数的参数中，表示这个参数是输入的，在函数中改变这个值，并不会影响对调用的函数产生副作用。（相当于C语言的传值），这个是函数参数默认的修饰符
out 用在函数的参数中，表示该参数是输出参数，值是会改变的。
inout 用在函数的参数，表示这个参数即是输入参数也是输出参数。
内置变量
内置变量可以与固定函数功能进行交互。在使用前不需要声明。顶点着色器可用的内置变量如下表：
名称 类型 描述
gl_Color vec4 输入属性-表示顶点的主颜色
gl_SecondaryColor vec4 输入属性-表示顶点的辅助颜色
gl_Normal vec3 输入属性-表示顶点的法线值
gl_Vertex vec4 输入属性-表示物体空间的顶点位置
gl_MultiTexCoordn vec4 输入属性-表示顶点的第n个纹理的坐标
gl_FogCoord float 输入属性-表示顶点的雾坐标
gl_Position vec4 输出属性-变换后的顶点的位置，用于后面的固定的裁剪等操作。所有的顶点着色器都必须写这个值。
gl_ClipVertex vec4 输出坐标，用于用户裁剪平面的裁剪
gl_PointSize float 点的大小
gl_FrontColor vec4 正面的主颜色的varying输出
gl_BackColor vec4 背面主颜色的varying输出
gl_FrontSecondaryColor vec4 正面的辅助颜色的varying输出
gl_BackSecondaryColor vec4 背面的辅助颜色的varying输出
gl_TexCoord[] vec4 纹理坐标的数组varying输出
gl_FogFragCoord float 雾坐标的varying输出
片段着色器的内置变量如下表：
名称 类型 描述
gl_Color vec4 包含主颜色的插值只读输入
gl_SecondaryColor vec4 包含辅助颜色的插值只读输入
gl_TexCoord[] vec4 包含纹理坐标数组的插值只读输入
gl_FogFragCoord float 包含雾坐标的插值只读输入
gl_FragCoord vec4 只读输入，窗口的x,y,z和1/w
gl_FrontFacing bool 只读输入，如果是窗口正面图元的一部分，则这个值为true
gl_PointCoord vec2 点精灵的二维空间坐标范围在(0.0, 0.0)到(1.0, 1.0)之间，仅用于点图元和点精灵开启的情况下。
gl_FragData[] vec4 使用glDrawBuffers输出的数据数组。不能与gl_FragColor结合使用。
gl_FragColor vec4 输出的颜色用于随后的像素操作
gl_FragDepth float 输出的深度用于随后的像素操作，如果这个值没有被写，则使用固定功能管线的深度值代替
表达式
操作符
GLSL语言的操作符与C语言相似。如下表（操作符的优先级从高到低排列）
操作符 描述
() 用于表达式组合，函数调用，构造
[] 数组下标，向量或矩阵的选择器
. 结构体和向量的成员选择
++ – 前缀或后缀的自增自减操作符
+ – ! 一元操作符，表示正 负 逻辑非
* / 乘 除操作符
+ - 二元操作符 表示加 减操作
<> <= >= == != 小于，大于，小于等于， 大于等于，等于，不等于 判断符
&& || ^^ 逻辑与 ，或， 异或
?: 条件判断符
= += –= *= /= 赋值操作符
, 表示序列
像 求地址的& 和 解引用的 * 操作符不再GLSL中出现，因为GLSL不能直接操作地址。类型转换操作也是不允许的。 位操作符(&,|,^,~, <<, >> ,&=, |=, ^=, <<=, >>=)是GLSL保留的操作符，将来可能会被使用。还有求模操作（%，%=)也是保留的。
数组访问
数组的下标从0开始。合理的范围是[0, size - 1]。跟C语言一样。如果数组访问越界了，那行为是未定义的。如果着色器的编译器在编译时知道数组访问越界了，就会提示编译失败。
vec4 myColor, ambient, diffuse[6], specular[6];
myColor = ambient + diffuse[4] + specular[4];
构造函数
构造函数可以用于初始化包含多个成员的变量，包括数组和结构体。构造函数也可以用在表达式中。调用方式如下：
vec3 myNormal = vec3(1.0, 1.0, 1.0);
greenTint = myColor + vec3(0.0, 1.0, 0.0);
ivec4 myColor = ivec4(255);
还可以使用混合标量和向量的方式来构造，只要你的元素足以填满该向量。
vec4 color = vec4(1.0, vec2(0.0, 1.0), 1.0);
vec3 v = vec3(1.0, 10.0, 1.0);
vec3 v1 = vec3(v);
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