OpenGL ES 3.0 | 统一变量和属性的概念与(在程序中的)获取流程、统一变量缓冲区对象详解、std140块规范、用 命名统一变量块 建立 统一变量缓冲区对象 的流程 和 相关API 和...

应用步骤

统一变量和属性

  • 一旦链接了 程序对象,就可以在对象上进行许多查询

  • 首先,需要找出程序中的活动统一变量

  • 统一变量(uniform)是存储 应用程序
    通过OpenGL ES 3.0 API 传递给 着色器
    只读 常数值变量

  • 统一变量被组合成两类统一变量块
    第一类是 命名统一变量块统一变量的值 由 统一变量缓冲区对象支持;
    命名统一变量块 被分配一个 统一变量块索引

  • 第二类是默认的统一变量块,用于在命名统一变量块之外声明的统一变量
    命名统一变量块不同,
    默认统一变量块没有名称 或者 统一变量块索引

  • 如果统一变量顶点着色器片段着色器中均有声明
    声明的类型必须相同,且在两个着色器中的值也需相同

  • 链接阶段,链接程序将为程序中 与 默认统一变量块相关的 活动统一变量指定位置

  • 这些位置是 应用程序 用于 加载 统一变量的标志符;

  • 链接程序 还将为与 命名统一变量块 相关的 活动统一变量 分配 偏移跨距(对于数组和矩阵类型的统一变量)

获取统一变量

  • 查询程序中 活动统一变量列表(/ 数量)
    获取 程序中 最大统一变量名称的字符数量(最大长度)

  • 找出每个统一变量细节

    • 拿到类型名称
  • 拿到其他指定的属性(pname指定的):

  • 名称拿到位置

  • 有了统一变量位置及其类型数组大小
    即可加载统一变量

例程(查询活动统一变量的流程复盘)


统一变量缓冲区对象

  • 可以使用缓冲区对象存储统一变量数据
    从而在管线程序中着色器之间甚至管线程序之间共享统一变量
  • 这种缓冲区对象称作统一变量缓冲区对象
  • 使用统一变量缓冲区对象
    可以在更新大的统一变量块时降低API开销
    此外,
    这种方法增加了统一变量可用存储
    因为可以不受默认统一变量块大小的限制;
  • 可以使用glBufferDataglBufferSubDataglMapBufferRangeglUnmapBuffer等函数
    修改缓冲区对象中的统一变量数据
统一变量缓冲区对象中,统一变量在内存中以如下的形式出现:
  • 类型为bool、int、uintfloat的成员 保存在 内存的特定偏移
    分别作为单个uint、int、uintfloat类型的分量

  • 基本数据类型bool、int、uintfloat向量
    保存在 始于特定偏移连续内存位置中,(类似数组)
    第一个分量在最低偏移处

  • 行优先、列优先的意义
    C列R行 的 列优先矩阵 被 当成 C浮点列向量 的一个数组对待,
    每个向量包含R个分量。(一个列有R行)
    相类似,
    R行C列的行优先矩阵被 当成 R浮点行向量 的一个数组对待,
    每个向量包含C个分量。(一个行有C列)
    列向量 或者 行向量 连续存储,但是有些实现的存储中可能有缺口;

    矩阵中两个向量之间的偏移量被称作列跨距或者行跨距GL_UNIFORM_MATRIX_STRIDE),
    可以在链接的程序中 用glGetActiveUniformsiv查询;

  • 标量、向量矩阵的数组
    按照 元素的顺序 存储于内存中,
    成员0 放在最低偏移处
    数组每对元素之间的偏移量 是一个 常数,称作 数组跨距GL_UNIFORM_ARRAY_STRIDE),
    可以在 链接的程序中 用 glGetActiveUniformsiv查询;


  • 除非使用std140统一变量块布局(默认)
    否则需要查询程序对象得到字节偏移跨距
    以在统一变量缓冲区对象中设置统一变量数据

    std140布局 保证使用 由OpenGL ES 3.0规范定义的明确布局规范 进行 特定包装
    因此,使用std140,
    即可在不同的OpenGL ES 3.0实现之间 共享统一变量块

    【其他包装格式(如下)可能使 某些OpenGL ES 3.0实现
    以比std140布局紧凑的方式 打包数据】


std140例程与规范


  • 统一变量位置值用于引用统一变量类似
    【有了统一变量位置及其类型数组大小
    即可加载统一变量】,
    统一变量块索引用于引用统一变量块
    glGetUniformBlockIndex检索统一变量块索引

  • 【】用程序句柄统一变量块名,【】
    【】拿到统一变量块索引;【】

  • 有了统一变量块索引
    可以用glGetActiveUniformBlockName获取块名
    glGetActiveUniformBlockiv获取统一变量块各种属性
    【要获取什么属性,
    pname指定,
    params返回】

  • 有了统一变量块索引
    还可以用glUniformBlockBinding
    将该索引
    程序实例中的统一变量缓冲区绑定点【自定义的一个(点)序号】关联;【bindingPoint】

  • 可以用glGenBuffers(bindingPoint, &bufferId)
    最后,
    可以用glBindBufferRange或者glBindBufferBase
    统一变量缓冲区对象
    绑定到GL_UNIFORM_BUFFER目标
    程序实例中的统一变量块绑定点【bindingPoint | glBindBufferBase的 GLuint index】

编程统一变量块时,应该注意如下的限制:

  • 顶点或者片段着色器使用的最大活动统一变量块的数量
    可以分别用带GL_MAX_VERTEX_UNIFORM_BLOCKS
    GL_MAX_FRAGMENT_UNIFORM_BLOCKS参数的glGetIntegerv查询,
    所有实现中最小的支持数量为12;

  • 程序中所有着色器 使用的最大活动统一变量块的数量
    可以用带GL_MAX_COMBINED_UNIFORM_BLOCKS参数的glGetIntegerv查询,
    所有实现中最小的支持数量为24;

  • 每个统一变量缓冲区最大可用存储量可以
    用带GL_MAX_UNIFORM_BLOCK_SIZE参数的glGetInteger64v查询,
    返回的大小以字节数表示。
    所有实现中最小的支持数量为16KB;

如果违反了这些限制,程序就无法链接;

程序示例,
说明如何用前面描述的命名统一变量块LightTransform【std140例程处】
建立一个统一变量缓冲区对象
【思路:
自定义绑定点关联,
创建缓冲区实例对象
缓冲区实例对象绑定到与关联的绑定点,即用建立了一个统一变量缓冲区对象
【!!!!!!
注意注释,关于代码的功能,注释写的很清楚
!!!!!!】

可以看到glBindBufferBaseAPI 二参要传入的是
GLuint index | (准备要跟 程序实例中的统一变量缓冲区绑定点 进行绑定的)绑定索引】,
而实际上 代码运用中,
传入的数值
跟传给glUniformBlockBindingAPI 第三个参数一样
GLunit blockBinding | 统一变量缓冲区对象绑定点】,
都是【bindingPoint | 绑定点】,
也就是它们两个形参位置,其实是传入的是一个东西;

因为glUniformBlockBindingAPI 第三个参数
自定义的一个与索引相关联的统一变量缓冲区绑定点
这个uniform block【统一变量块】
跟它的索引、跟这个统一变量缓冲区绑定点 !三者!是【相互关联】的;


glBindBufferBase二参
即是这个uniform block【统一变量块】对应的(统一变量缓冲区)绑定点
glBindBufferBase便是
buffer实例(的id)【三参】绑定到绑定点(bindingPoint)【二参】上来
Bind the 【buffer object】 to the 【uniform block binding point】


获取和设置属性

  • 除了查询程序对象上的统一变量信息之外,
    还需要使用程序对象设置顶点属性

  • 顶点属性的查询和统一变量查询非常相似;
    可以用GL_ACTIVE_ATTRIBUTES查询找到活动属性列表
    可以用glGetActiveAttrib找到某个属性的特性
    然后,有一组例程可用于设置顶点数组,以加载顶点属性值。











参考自:

  • 《OPENGL ES 3.0编程指南(第2版)》
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