OpenGL 编程指南（第八版）学习笔记——10 几何着色器

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10 几何着色器

几何着色器位于绘制流水线中图元装配前的一个步骤，是一个可选步骤，如果启用了几何着色器，几何着色器需要输出最终绘制的图元。几何着色器输入是图元，其输出也是图元，几何着色器可以根据输入的图元，修改图元，增加图元，删减图元等等。

 

处理步骤

1. 接收点着色器或细分计算着色器输出的图元
2. 对每个图元执行单独执行几何着色器，图元点的数据存放在gl_in[]数组中
3. 每个图元可以执行多次几何着色器，执行次数由layout(invocations=n) in控制，执行时gl_InvocationID记录了当前执行第几次。
4. 每次执行时需要用EmitVertex输出点，并用EndPrimitive组装成最后图元并输出到下一步
5. 继续绘制

 

例子，对应代码10.3.1-01Tetrahedron，例子利用几何着色器将四个点的GL_LINES_ADJACENCY图元组装成一个四面体，输出结果如下：

 

Transform Feedback

第五章中有讲解关于如何使用Transform Feedback，这里主要讲的是如何将几何着色器的输出存到Transform Feedback中。

 

几何着色器输出如果要存放得到多个GL_TRANSFORM_FEEDBACK_BUFFER中，需要两个地方设置。

1. 着色器程序连接前需要通过函数glTransformFeedbackVaryings设置Transform Feedback需要记录的数据并用gl_NextBuffer来选择缓存。

2. 在几何着色器中通过EmitStreamVertex/EndStreamPrimitive函数传入buffer的索引。

 

查询Transform Feedback记录

1. 通过glGenQueries创建查询对象
2. 将glBeginQueryIndexed和glEndQueryIndexed“包住”需要查询的绘制。
3. 通过glGetQueryObjectiv获取查询结果

 

绘制Transform Feedback

 

1. 通过glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, fb)将Transform Feedback缓存绑定到VAO
2. 通过函数glDrawTransformFeedbackStream/glDrawTransformFeedback可以自动绘制Transform Feedback中所有的顶点。

• 代码：10.4-01TransformFeedback，程序通过几何着色器一次输出了两个四面体的数数据到Transform Feedback中，然后绘制，结果：

 

多视口绘制

1. 通过函数glViewportIndexed*创建多个视口
2. 在几何着色器中通gl_ViewportIndex指定当前图元输出的视口。几何着色器中可以通过invocations的配置多次执行几何着色器，也可以通过循环增加输出图元的次数，每次gl_ViewportIndex设置不同的视口

 

例子，代码：10.6-01FourViewport，程序一次绘制了一个模型的4个方向的图形到4个视口，结果如下：

 

分层渲染

分层渲染可以一次渲染数组纹理的多个切面，也可以渲染到Cube纹理的多个面，渲染过程如下：

1. 创建帧缓存对象FBO
2. 创建数组纹理
3. 通过函数glFramebufferTexture将数组纹理绑定到帧缓存渲染
4. 渲染帧缓存在几何着色器中通过gl_Layer设置渲染到帧缓的层。

 

这里有两个地方需要注意，1. 通过glFramebufferTexture绑定附件的帧缓存为分层缓存，其所有的附件都必须是分层的，包括深度缓存和模板缓存；2. 几何着色器需要通过invocations设置执行次数，每次设置gl_Layer，不可以在一次执行执行中多次设置不同的gl_Layer。

• 代码10.6.2-01LayerRender，程序通过分层渲染生成了一个两个片面的数组纹理，并将两个片面绘制在窗口上，结果：