Shader内置函数和变量

内置函数

radians(degree) : 角度变弧度；
degrees(radian) : 弧度变角度；
sin(angle), cos(angle), tan(angle)
asin(x): arc sine, 返回弧度 [-PI/2, PI/2];
acos(x): arc cosine,返回弧度 [0, PI];
atan(y, x): arc tangent, 返回弧度 [-PI, PI];
atan(y/x): arc tangent, 返回弧度 [-PI/2, PI/2];
pow(x, y): x的y次方；
exp(x): 指数, log(x)：
exp2(x): 2的x次方， log2(x):
sqrt(x): x的根号； inversesqrt(x): x根号的倒数
abs(x): 绝对值
sign(x): 符号, 1, 0 或 -1
floor(x): 底部取整
ceil(x): 顶部取整
fract(x): 取小数部分
mod(x, y): 取模， x - y*floor(x/y)
min(x, y): 取最小值
max(x, y): 取最大值
clamp(x, min, max):  min(max(x, min), max);
mix(x, y, a): x, y的线性混叠， x(1-a) + y*a;
step(edge, x): 如 x
smoothstep(edge0, edge1, x): threshod  smooth transition时使用。 edge0<=edge0时为0.0， x>=edge1时为1.0
length(x): 向量长度
distance(p0, p1): 两点距离， length(p0-p1);
dot(x, y): 点积，各分量分别相乘 后 相加
cross(x, y): 差积，x[1]*y[2]-y[1]*x[2], x[2]*y[0] - y[2]*x[0], x[0]*y[1] - y[0]*x[1]
normalize(x): 归一化， length(x)=1;
faceforward(N, I, Nref): 如 dot(Nref, I)< 0则N, 否则 -N
reflect(I, N): I的反射方向， I -2*dot(N, I)*N, N必须先归一化
refract(I, N, eta): 折射，k=1.0-eta*eta*(1.0 - dot(N, I) * dot(N, I)); 如k<0.0 则0.0，否则 eta*I - (eta*dot(N, I)+sqrt(k))*N
matrixCompMult(matX, matY): 矩阵相乘, 每个分量 自行相乘， 即 r[i][j] = x[i][j]*y[i][j];
                           矩阵线性相乘，直接用 *
lessThan(vecX, vecY): 向量 每个分量比较 x < y
lessThanEqual(vecX, vecY): 向量 每个分量比较 x<=y
greaterThan(vecX, vecY): 向量 每个分量比较 x>y
greaterThanEqual(vecX, vecY): 向量 每个分量比较 x>=y
equal(vecX, vecY): 向量 每个分量比较 x==y
notEqual(vecX, vexY): 向量 每个分量比较 x!=y
any(bvecX): 只要有一个分量是true， 则true
all(bvecX): 所有分量是true， 则true
not(bvecX): 所有分量取反
texture2D(sampler2D, coord): texture lookup
texture2D(sampler2D, coord, bias): LOD bias, mip-mapped texture
texture2DProj(sampler2D, coord):
texture2DProj(sampler2D, coord, bias):
texture2DLod(sampler2D, coord, lod):
texture2DProjLod(sampler2D, coord, lod):
textureCube(samplerCube, coord):
textureCube(samplerCube, coord, bias):
textureCubeLod(samplerCube, coord, lod):  

内置常量

const mediump int gl_MaxVertexAttribs = 8;
const mediump int gl_MaxVertexUniformVectors = 128;
const mediump int gl_MaxVaryingVectors = 8;
const mediump int gl_MaxVertexTextureImageUnits = 0;
const mediump int gl_MaxCombinedTextureImageUnits = 8;
const mediump int gl_MaxTextureImageUnits = 8;
const mediump int gl_MaxFragmentUnitformVectors = 16;
const mediump int gl_MaxDrawBuffers = 1;

内置变量

gl_Position: 用于vertex shader, 写顶点位置；被图元收集、裁剪等固定操作功能所使用；
           其内部声明是：highp vec4 gl_Position;
gl_PointSize: 用于vertex shader, 写光栅化后的点大小，像素个数；
           其内部声明是：mediump float gl_Position;
gl_FragColor: 用于Fragment shader，写fragment color；被后续的固定管线使用；
            mediump vec4 gl_FragColor;
gl_FragData: 用于Fragment shader，是个数组，写gl_FragData[n] 为data n；被后续的固定管线使用；
            mediump vec4 gl_FragData[gl_MaxDrawBuffers];
gl_FragColor和gl_FragData是互斥的，不会同时写入；
gl_FragCoord: 用于Fragment shader,只读， Fragment相对于窗口的坐标位置 x,y,z,1/w; 这个是固定管线图元差值后产生的；z 是深度值; mediump vec4 gl_FragCoord;
gl_FrontFacing: 用于判断 fragment是否属于 front-facing primitive；只读；
              bool gl_FrontFacing;   
gl_PointCoord: 仅用于 point primitive; mediump vec2 gl_PointCoord;

精度

highp, mediump, lowp

定义

默认：无修饰符，普通变量读写， 与外界无连接；
const：常量 const vec3 zAxis = vec3(0.0, 0.0, 1.0);
attribute: 申明传给vertex shader的变量；只读；不能为array或struct；attribute vec4 position;
uniform: 表明整个图元处理中值相同；只读； uniform vec4 lightPos;
varying: 被差值；读写； varying vec3 normal;
in, out, inout;

外部调用

1、uint CreateShader(enum type) : 创建空的shader object; 
type: VERTEX_SHADER, 
2、void ShaderSource(uint shader, sizeicount, const **string, const int *length)：加载shader源码进shader object；可能多个字符串 
3、void CompileShader(uint shader)：编译shader object； 
shader object有状态 表示编译结果 
4、void DeleteShader( uint shader )：删除 shader object; 
5、void ShaderBinary( sizei count, const uint *shaders, 
enum binaryformat, const void *binary, sizei length ): 加载预编译过的shader 二进制串； 
6、uint CreateProgram( void )：创建空的program object， programe object组织多个shader object，成为executable; 
7、void AttachShader( uint program, uint shader )：关联shader object和program object； 
8、void DetachShader( uint program, uint shader )：解除关联； 
9、void LinkProgram( uint program )：program object准备执行，其关联的shader object必须编译正确且符合限制条件； 
10、void UseProgram( uint program )：执行program object； 
11、void ProgramParameteri( uint program, enum pname, 
int value )： 设置program object的参数； 
12、void DeleteProgram( uint program )：删除program object；