茶年 · 中文维基百科

GLSL

Wikipedia · 2026-07-14 维基百科 👁 1 阅读

GLSL - OpenGL Shading Language 也稱作 GLslang，是一個以C語言為基礎的高階著色語言。它是由 所建立，提供開發者對繪圖管線更多的直接控制，而無需使用汇编语言或硬體規格語言。

背景
隨著近年來繪圖卡的進步，
底层頂點（vertex）和（fragment）的渲染管線中加入更多更具彈性的新功能。
這個層次的可編程性由頂點著色器和像素着色器實現。

最初這個功能是以匯編語言撰寫著色器來達到，不直觀而複雜。OpenGL ARB 建立了 OpenGL 著色語言，為 GPU 的程式設計提供更加直觀的方法，同時維護了 OpenGL 一向的開放標準。

最初作為 OpenGL 1.4 的插件，後來由 在2004 OpenGL 2.0 核心中正式納入，是自 1992 年 OpenGL 1.0 發布起第一個 OpenGL 的大改版。

使用 GLSL 有如下好處：
*具有跨平台的相容性，包括 Macintosh、Windows 和 Linux 等作業系統。
*編寫的著色器可以在所有支援 OpenGL 著色語言的繪圖卡上使用。
*允許廠商為特定的繪圖卡架構設計最佳化的代碼。

詳細資料
資料類型
OpenGL 著色語言規格定義了 22 個基本資料類型，有些用法與 C 相同，其它的是繪圖處理器特有的。

*void – 用於沒有返回值的函式
*bool – 條件類型，其值可以是真或假
*int – 帶負號整數
*float – 浮點數
*vec2 – 2 個浮點數組成的向量
*vec3 – 3 個浮點數組成的向量
*vec4 – 4 個浮點數組成的向量
*bvec2 – 2 個布林組成的向量
*bvec3 – 3 個布林組成的向量
*bvec4 – 4 個布林組成的向量
*ivec2 – 2 個整數組成的向量
*ivec3 – 3 個整數組成的向量
*ivec4 – 4 個整數組成的向量
*mat2 – 浮點數的 2X2 矩陣
*mat3 – 浮點數的 3X3 矩陣
*mat4 – 浮點數的 4X4 矩陣
*sampler1D – 用來存取一維紋理的句柄（handle）（或：操作，作名詞解。）
*sampler2D – 用來存取二維紋理的句柄
*sampler3D – 用來存取三維紋理的句柄
*samplerCube – 用來存取立方映射紋理的句柄
*sampler1Dshadow – 用來存取一維深度紋理的句柄
*sampler2Dshadow – 用來存取二維深度紋理的句柄

運算子
OpenGL 著色語言提供類似於 C語言的運算子。給開發者編寫著色器的靈活性。GLSL 包含了 C和C++運算子，除了位元運算子和指標以外。

函式和控制結構
類似於 C語言，GLSL 支援迴圈和分支，包括 if、else、if/else、for、do-while、break、continue 等。

支援使用者定義函式，且各種常用的函式也已內建。這也就讓繪圖卡製造商，能夠在硬體層次上最佳化這些內建的函式。許多函式與 C 語言相同，如 exp() 以及 abs()，其它繪圖編程特有的，如 smoothstep() 以及 texture2D()。

編譯和執行
GLSL 著色器不是獨立的應用程式；其需要使用 OpenGL API 的應用程式。C、C++、C#、Delphi 和 Java 皆支援 OpenGL API，且支援 OpenGL 著色語言。

GLSL 著色器本身只是簡單的字串集，這些字串集會傳送到硬體廠商的驅動程式，並從程式內部的 OpenGL API 進入點編譯。著色器可從程式內部或讀入純文字檔來即時建立，但必須以字串形式傳送到驅動程式。

用以編譯、連結並傳送參數到 GLSL 程式的 API 集，已在三個 OpenGL 擴展中規定，且即將成為 [http://www.opengl.org/documentation/specs/version2.0/glspec20.pdf OpenGL 2.0] 核心的一部分。這些 API 可在以下擴展中找到：

GLSL 頂點著色器的簡單範例
void main(void)
{
gl_Position = ftransform();
}

GLSL 片斷著色器的簡單範例
void main(void)
{
gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
}

工具
GLSL 著色器可以事先建立和測試，現有以下 GLSL 開發工具：

  • [http://www.ati.com/developer/rendermonkey/ RenderMonkey] - 這個軟體是由 ATI 製作的，提供界面用以建立、編譯和除錯 GLSL 著色器，和 DirectX 著色器一樣。僅能在 Windows 平台上執行。
  • GLSLEditorSample - 在 Mac OS X 上，它是目前唯一可用的程式，其提供著色器的建立和編譯，但不能除錯。它是 cocoa 應用程式，僅能在 Mac OS X 上執行。
  • [http://sourceforge.net/projects/lumina/ Lumina] - Lumina 是新的 GLSL 開發工具。其使用 QT 界面，可以跨平台。

参见

  • 著色語言
  • HLSL，高階著色語言
  • Cg，nVIDIA 的著色語言
  • 程式設計
  • 计算机图形学
  • OpenGL
  • 著色器

參考文獻
Rost, Randi J. OpenGL Shading Language*. 1st ed. Pearson Education, Inc, 2004. ISBN 0-321-19789-5
Kessenich, John, & Baldwin, David, & Rost, Randi. The OpenGL Shading Language*. Version 1.10.59. 3Dlabs, Inc. Ltd. https://web.archive.org/web/20070404171317/http://developer.3dlabs.com/documents/index.htm

外部連結
*[http://www.opengl.org/registry/doc/GLSLangSpec.Full.1.20.8.pdf GLSL 語言規格，版本 1.20]
*[http://www.mew.cx/glsl_quickref.pdf GLSL 參考表]
*[https://web.archive.org/web/20130526132418/http://oss.sgi.com/projects/ogl-sample/registry/ARB/fragment_shader.txt OpenGL 片斷著色器規格]
*[https://web.archive.org/web/20130804063101/http://oss.sgi.com/projects/ogl-sample/registry/ARB/vertex_shader.txt OpenGL 頂點著色器規格]
*[http://oss.sgi.com/projects/ogl-sample/registry/ARB/program_object.txt OpenGL 程式規格]
*[http://www.opengl.org 官方 OpenGL 網站]

*[http://www.lighthouse3d.com/opengl/ 來自 Lighthouse3D 的教學和範例]
*[https://web.archive.org/web/20071126072642/http://nehe.gamedev.net/ 來自 NeHe Productions 的教學和範例]
*[http://www.typhoonlabs.com GLSL 開發環境]
*[http://www.ati.com/developer/rendermonkey/ RenderMonkey 著色器開發環境]
*[https://web.archive.org/web/20060305194538/http://www.geist3d.org/ Geist3D 繪圖引擎，內含 GLSL 編輯器]
*[http://sourceforge.net/projects/lumina/ Lumina 跨平台 GLSL IDE]

#C語言家族 #三维计算机图形学 #OpenGL #繪圖函式庫 #著色器語言

评论 (0)

  • 还没有评论，来抢沙发吧。