Shader 入门：GLSL ES（数据类型）
在上一篇文章中我们初步了解了 GLSL ES 的基本语法，那么本篇文章就和大家一起学习 GLSL ES 的数据类型。
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上一篇：《Shader 入门：GLSL ES（简介和基本语法）》
在本系列文章中主要针对 GLSL ES 3.0 进行讲解
正文
数据类型
标量（Scalar）
标量表示只有大小没有方向的量。
关键字
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关键字 |
含义 |
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int |
有符号整型（Signed Integer） |
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uint |
无符号整型（Unsigned Integer） |
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float |
单精度浮点型（Single Floating-Point） |
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bool |
布尔型（Boolean） |
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声明并赋值：
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int age = 18; // 整型 uint hello = 3u; // 无符号整型，在后面数字加 u float pi = 3.14; // 浮点型 bool isMe = true; // 布尔型 GLSL |
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类型转换
标量类型之间可以互相转换。
- 将 float 类型的值转换为 int 和 uint 时小数点后面的值将会被忽略，要注意负的 float 类型的值不能转换为 uint 类型。
- 当 int、uint 或 float 类型的值转换为 bool 类型时，0 或 0.0 将会被转换为 false，所有非零的值都会被转换为 true。
- 当 bool 类型的值转换为 int、uint 或 float 类型时，false 将会被转换为 0 或 0.0，true 会被转换为 1 或 1.0。
我们可以使用标量类型的构造函数来进行类型转换：
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int a = 1; float b = float(a); // 1.0 int c = int(b); // 1 uint d = uint(c); // 1u bool e = bool(d); // true GLSL |
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当尝试将非标量值转换为标量值时，实际处理的将会是非标量值的第一个元素：
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vec3 a = vec3(0.1, 0.2, 0.3); float b = float(a); // 0.1 GLSL |
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向量（Vector）
在 GLSL 中向量一般用于储存顶点坐标、颜色或纹理坐标数据。
一个向量可以包含 2 到 4 个分量（Component），分量的类型也可以是以上基础类型中的任意一个，一般情况下我们使用浮点型 vecn 就已经足够了。
关键字
下面表格中的 n 为分量的个数
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关键字 |
含义 |
举例 |
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vecn |
包含 n 个 float 类型分量的向量 |
vec2、vec4 |
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ivecn |
包含 n 个 int 类型分量的向量 |
ivec2、ivec4 |
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uvecn |
包含 n 个 uint 类型分量的向量 |
uvec2、uvec4 |
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bvecn |
包含 n 个 bool 类型分量的向量 |
bvec2、bvec4 |
创建向量
我们可以使用不同的构造函数来创建相应的向量：
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vec2 coord = vec2(0.5, 0.5); // 含有 2 个 float 类型分量的向量 ivec3 police = ivec3(1, 1, 0); // 含有 3 个 int 类型分量的向量 bvec4 hello = bvec4(true, false, true, false); // 含有 4 个 bool 类型分量的向量 GLSL |
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只传入一个参数的情况下会自动将其他值也设为第一个参数：
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1 |
vec3 three = vec3(0.1); // 等同于 vec3(0.1, 0.1, 0.1) GLSL |
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也可以使用一个向量作为参数传给另一个向量构造函数：
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1 2 |
vec2 two = vec2(0.1, 0.2); vec3 three = vec3(two, 0.3); // vec3(0.1, 0.2, 0.3) GLSL |
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而将“大”向量作为参数来创建“小”向量（降维）会自动抛弃多余的值：
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1 2 |
vec4 four = vec4(0.1, 0.2, 0.3, 0.4); vec3 three = vec3(four); // 等同于 vec3(0.1, 0.2, 0.3)，抛弃了 0.4 GLSL |
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获取分量
通过分量名来获取向量中的第 1 到第 4 个分量，包括：
实际上所有向量都可以使用 rgba、rgba 和 stpq 分量名，但是为了代码的严谨性和可读性，建议使用相应的分量名
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分量名（对应第 1 - 4 个分量） |
使用场景 |
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x, y, z, w |
顶点坐标向量 |
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r, g, b, a |
颜色向量 |
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s, t, p, q |
纹理坐标向量 |
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使用 . 运算符加分量名来获取向量的分量：
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// 顶点坐标 vec2 coord = vec2(1.0, 0.5); float x = coord.x; // 1.0 float y = coord.y; // 0.5 float z = coord.z; // Error! 不存在
// 颜色 vec4 color = vec4(0.6, 0.8, 1,0, 0.5); float r = color.r; // 0.6 float a = color.a; // 0.5 // 纹理坐标 vec4 texCoord = vec4(0.2, 0.4, 0.6, 0.8); float t = texCoord.t; // 0.4 float p = texCoord.p; // 0.6 GLSL |
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重组（Swizzling）
另外，你还可以使用同一组分量名的任意组合来创建一个新的向量，这一行为称作重组：
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vec4 coord = vec4(0.1, 0.2, 0.3, 0.4); vec2 one = coord.xx; // vec2(0.1, 0.1) vec2 two = coord.xy; // vec2(0.1, 0.2) vec3 three = coord.xzw; // vec3(0.1, 0.3, 0.4) vec4 four = coord.wzyx; // vec4(0.4, 0.3, 0.2, 0.1) vec4 boom = coord.xyzw + coord.wzyx; // vec4(0.5, 0.5, 0.5, 0.5) vec4 hello = vec4(coord.zyx, 0.0); // vec4(0.3, 0.2, 0.1, 0.0) GLSL |
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矩阵（Matrix）
一种类似于表格的复合数据类型，矩阵最多能够支持 4 列 4 行的数据，且其元素只能够为 float 类型。
关键字
下面表格中的 n 和 m 皆为 2 到 4 的任意数字
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关键字 |
含义 |
举例 |
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matnxn / matn（别名） |
表示一个 n 列 n 行的浮点型矩阵 |
mat2、mat3、 mat3x3 |
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matnxm |
表示一个 n 列 m 行的浮点型矩阵 |
mat2x3、mat4x3 |
创建矩阵
使用不同的构造函数来创建相应的矩阵：
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// 创建一个 2x2 的矩阵 mat2 two = mat2(0.1, 0.2, // 第一列 0.3, 0.4); // 第二列 GLSL |
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https://chenpipi.cn/post/shader-quickstart-glsles-2/
