在上一篇OpenGL 下的坐标系的最后部分，我们已经了解了着色器渲染的流程。下面就来学习一下基础图形渲染管线。
OpenGL基础图形渲染管线
在OpenGL中，无论是使用可编程管线，还是使用固定管线，那么它的渲染管线流程都是一样的。 首先我们来看一下渲染管线流程图：
1.客户端--服务端
管线分为上下2部分，上部分是Client客户端，下半部分则是Server服务端。 这里的客户端并非是我们在平时开发中说的iOS客户端、Android客户端。这里的客户端指的是在CPU上所存储的代码，比如OpenGL的API和C/C++的代码。这里的Server端调用的是GPU芯片，然后不断从客户端把数据（颜色）传递到服务端来执行。
专业解释为：客户端是存储在CPU存储器中的，并且在应用程序中执行，或者在主系统内存的驱动程序中执⾏。驱动程序会将渲染命令和数据组合起来，发送给服务器执⾏。 客户端和服务端在功能上也是异步的。 它们是各自独立的软件块或硬 件块。客户端不不断的把数据块和命令块组合在一起输送到缓冲区，然后缓冲区就会发送到服务器执⾏。
2.着色器
着⾊器是使⽤用GLSL编写的程序，看起来与C语⾔⾮常类似。 着⾊器 须从源代码中编译和链接在一起。最终准备就绪的着⾊器程序。 四种着色器：顶点着色器（必要）、细分着色器（可选）、几何着色器（可选）、片元着色器（必要）。顶点着色器和片元着色器 是每个OpenGL程序必不可少的部分，下面着重介绍一下。
顶点着色器：处理从客户机输⼊的数据、应⽤用变换、进行其他的类型的数学运算来计算关照效果、位移、颜⾊值等等，在渲染时有几个顶点，顶点着色器执行几次，而且对每个点的执行是同时的。
片元着色器：这是管线最后一部分，用来处理OpenGL 光栅化之后生成的单独片元，在这个阶段里面，计算一个偏远的颜色和深度值，然后传递到管线的片元测试和混合的模块。 如果说顶点着色器决定了一个图元应该位于屏幕的什么位置，那么片元着色器就是决定片元的颜色。
3.向OpenGL 着色器传递渲染数据的三种通道
Attributes属性：用来表示一个顶点的数据，并且这个数据可能会不断地改变，比如：颜色数据，顶点数据，纹理坐标，光照法线等；而且属性可以是浮点型，整型，布尔型等等；
实际上，顶点位置本身 就是一个属性，而且，属性总是以四维向量的形式进行内部存储的，即使我们不会使⽤所有的 4个分量。⼀个顶点位置可能存储(x,y,z)，将占有4个分量中的3个。
Uniform：uniform变量是外部程序传递给顶点着色器和片元着色器的变量。uniform传入的是一个比较统一的数据，用于图元（图元：OpenGL 中的图元只不过是顶点的集合以预定义的方式结合在一起罢了。）的批次处理，而不是每个顶点改变一次。比如：在顶点渲染中变换矩阵，光照参数和颜色空间转换等信息。
Uniform变量实际上可以无数次限制地使用，设置一个应用于整个表面的单个颜色值，还可以设置一 个时间值。在每次渲染某种类型的顶点动画时修改它。
Texture Data纹理数据：纹理最通常的作用是装饰我们的物体模型，使得物体表面拥有图案。但在OpenGL中，纹理的作用不单单表现在图形上，它也可以用来存储大量的数据，一个典型的例子就是利用纹理存储地形信息。
Attributes属性数据可以直接传递到顶点着色器，不可以直接传递到片元着色器，可以通过顶点着色器间接传递到片元着色器，（在设计Attributes时就设计成了只给顶点着色器使用）。 Uniform数据是可以直接传递到顶点着色器和片元着色器的。 Texture Data纹理数据也是可以直接传递到顶点着色器和片元着色器，（在顶点着⾊器、⽚元着⾊器中都可以对纹理数据进⾏采样和筛选。）不过，一般情况下，纹理单元数据传入顶点着色器是没有必要的。（不过要根据场景来看，如果说有个应用场景是需要把纹理坐标放大，那么这是是就可以在顶点着色器完成，也可以在片元着色器完成。）
4.使用存储着色器
在OpenGL 3.0以前的版本，OpenGL包含一个固定管线，它可以在不使用着色器的环境下处理几何与像素数据。从3.1版本开始，固定管线从核心模式中去除，因此我们必须使用着色器来完成工作。现代OpenGL渲染管线严重依赖着色器来处理传入的数据，我们一般会使用GLSL（OpenGL Shading Language）编写着色器程序，GLSL语法类似于C语言，GLSL编译以后运行在GPU端。下面我们就先来介绍着色器
4.1 存储着色器
存储着色器可以由GLTools的C++类GLShaderManager进行管理，GLShaderManager中的函数UseStockShader会选择一个存储着色器并提供这个着色器的Uniform值，该函数完成的东西就是对我们的顶点数据进一步的加工，比如设置顶点颜色，设置顶点光照的强度，设置顶点纹理等。
4.2 存储着色器的使用
(1)GLShaderManager 的初始化
GLShaderManager shaderManager;
shaderManager.InitializeStockShaders();
复制代码(2)GLShaderManager 的属性
GLShaderManager::UserStockShader(GLeunm shader...);
复制代码4.3 单元着色器（Identity）
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_ATTRIBUTE_VERTEX,GLfloat vColor[4]);
复制代码单元着⾊器:只是简单地使用默认笛卡尔坐标系(坐标范围(-1.0， 1.0))。所有的片段都应用同一种颜色，⼏何图形为实⼼和未渲染的。 需要设置存储着⾊器⼀个属性:GLT_ATTRIBUTE_VERTEX(顶点分量) vColor[4] ：表示需要设置的颜色
4.4 平面着色器（Flat）
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_FLAT,GLfloat mvp[16],GLfloat vColor[4]);
复制代码平面着色器：平面着色器将统一着色器进行了渲染，允许为几何图形变换指定一个4x4的变换矩阵，经常被称为"模型视图投影矩阵"; 在绘制图形时，可以应用变换（模型/投影变化）。 参数GLT_SHADER_FLAT：表示平面着色器 参数GLfloat mvp[16]：表示允许变化的4x4矩阵 参数GLfloat vColor[4]：表示需要设置的颜色
4.5 上色着色器（Shaded）
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_SHADED,GLfloat mvp[16]);
复制代码上色着色器：在⼏何图形中应用的变换矩阵。 需要设置存储着⾊器的 GLT_ATTRIBUTE_VERTEX(顶点分量) 和GLT_ATTRIBUTE_COLOR(颜⾊分量) 2个属性。颜⾊值将被平滑地插入顶点之间(称之为平滑着色)， 参数GLT_SHADER_SHADED：表示上色着色器 参数GLfloat mvp[16]：表示需要设置的颜色
4.6 默认光源着色器（Light）
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_DEFAULT_LIGHT,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat pMatrix[16],GLfloat vColor[4]);
复制代码默认光源着色器：默认光源着⾊器，会使绘制的图形产生阴影和关照的效果。 需要设置存储着⾊器的 GLT_ATTRIBUTE_VERTEX(顶点分量) 和GLT_ATTRIBUTE_NORMAL(表面法线) 可以把默认光源想象成太阳 参数GLT_SHADER_DEFAULT_LIGHT：表示默认光源着色器 参数GLfloat mvMatrix[16]：模型视图矩阵4x4 参数GLfloat pMatrix[16]：投影矩阵4x4 参数GLfloat vColor[4]：颜色值
4.7 点光源着⾊器（Light_Dife）
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_DEFAULT_LIGHT_DIEF,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat pMatrix[16],GLfloat vLightPos[3],GLfloat vColor[4]);
复制代码点光源着色器：点光源着⾊器和默认光源着⾊器很相似，区别在于: 光源位置是特定的。同样会使绘制的图形产生阴影和光照效果， 同样需要设置存储着⾊器的 GLT_ATTRIBUTE_VERTEX(顶点分量) 和GLT_ATTRIBUTE_NORMAL(表⾯法线)。 参数GLT_SHADER_DEFAULT_LIGHT_DIEF: 表示点光源着⾊色器 参数GLfloat mvMatrix[16]: 模型视图矩阵 4x4 参数GLfloat pMatrix[16]: 投影矩阵 4x4 参数GLfloat vLightPos[3]: 视点坐标光源位置 参数GLfloat vColor[4]: 漫反射的颜⾊值
4.8 纹理替换矩阵着色器（Replace）
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE,GLfloat mvMatrix[16],GLint nTextureUnit);
复制代码着⾊器通过给定的模型视图投影矩阵，使⽤绑定到 nTextureUnit (纹理单元) 指定纹理单元的纹理对几何图形进行变化。 ⽚段颜色:是直接从纹理样本中直接获取的。 需要设置存储着⾊器的 GLT_ATTRIBUTE_VERTEX(顶点分量) 和GLT_ATTRIBUTE_NORMAL(表面法线) 参数GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE：纹理替换矩阵着色器 参数GLfloat mvMatrix[16]：模型视图矩阵4x4 参数GLint nTextureUnit：纹理单元
4.9 纹理调整着⾊器
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_MODULATE,G
Lfloat mvMatrix[16],GLfloat vColor[4],GLint nTextureUnit);
复制代码将一个纹理通过漫反射照明计算机进行调整(相乘)。光线在视觉空间中的位置是给定的。 需要设置存储着⾊器的 GLT_ATTRIBUTE_VERTEX(顶点分量) 和GLT_ATTRIBUTE_TEXTURE0(纹理坐标)、GLT_ATTRIBUTE_NORMAL(表⾯法线) 参数GLT_SHADER_TEXTURE_MODULATE：纹理调整着⾊器 参数GLfloat mvMatrix[16]：模型视图矩阵4x4 参数GLfloat vColor[4]：漫反射的颜⾊值 参数GLint nTextureUnit：纹理单元
4.10 纹理光源着⾊器
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_POINT_LIGHT_DIEF,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat pMatrix[16],GLfloat vLightPos[3],GLfloat vBaseColor[4],GLint nTextureUnit);
复制代码这种着色器将⼀个纹理通过漫反射照明计算机进行调整(相乘)。光线在视觉空间中的位置是给定的。需要设置存储着⾊器的 GLT_ATTRIBUTE_VERTEX(顶点分量) 和 GLT_ATTRIBUTE_TEXTURE0(纹理坐标)、GLT_ATTRIBUTE_NORMAL(表⾯法线) 参数GLT_SHADER_TEXTURE_POINT_LIGHT_DIEF：表示纹理光源着⾊器 参数GLfloat mvMatrix[16]：模型矩阵4x4 参数GLfloat pMatrix[16]：投影矩阵4x4 参数GLfloat vLightPos[3]：视觉空间中点光源位置 参数GLfloat vBaseColor[4]：颜色值（几何图形的基本色） 参数GLint nTextureUnit：纹理单元
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