GPUImage源码解读之GLProgram

简述

GLProgram是GPUImage中代表openGL ES 中的program，具有glprogram功能。其实是作者对OpenGL ES program的面向对象封装

初始化

- (id)initWithVertexShaderString:(NSString *)vShaderString 
            fragmentShaderString:(NSString *)fShaderString;
- (id)initWithVertexShaderString:(NSString *)vShaderString 
          fragmentShaderFilename:(NSString *)fShaderFilename;
- (id)initWithVertexShaderFilename:(NSString *)vShaderFilename 
            fragmentShaderFilename:(NSString *)fShaderFilename;

program

program = glCreateProgram();

shader

c语言编译流程：预编译、编译、汇编、链接

glsl的编译过程类似c语言，主要有glCompileShader、glAttachShader、glLinkProgram三步

创建shader

分别根据两个Shader String来创建两个Shader。但是要注意区别的是，两个Shader的type对应的GLEnum是不一样的。
创建并且compile shader的过程包括几步：

• 创建OpenGL ES Shader：VertexShader的type是GL_VERTEX_SHADER；而FragmentShader是GL_FRAGMENT_SHADER。

shader = glCreateShader(type);

• 加载Source String：

source = (GLchar *)[shaderString UTF8String];
glShaderSource(*shader, 1, &source, NULL);

• 编译Shader：

glCompileShader(*shader);

• 检查Shader的状态；如果创建失败，则获取log：

glGetShaderiv(*shader, GL_COMPILE_STATUS, &status);
if (status != GL_TRUE) {
        GLint logLength;
        glGetShaderiv(*shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &logLength);
        if (logLength > 0)
        {
            GLchar *log = (GLchar *)malloc(logLength);
            glGetShaderInfoLog(*shader, logLength, &logLength, log);
            if (shader == &vertShader)
            {
                self.vertexShaderLog = [NSString stringWithFormat:@"%s", log];
            }
            else
            {
                self.fragmentShaderLog = [NSString stringWithFormat:@"%s", log];
            }

            free(log);
        }
}

• 将生成的两个Shader Attach到Program上：

glAttachShader(program, vertShader);
        glAttachShader(program, fragShader);

• link program并且检查program的状态，如果link失败，则获取log；如果link成功，则表示GLProgram的初始化完毕：

glLinkProgram(program);
    
    glGetProgramiv(program, GL_LINK_STATUS, &status);
    if (status == GL_FALSE)
        return NO;
    
    if (vertShader)
    {
        glDeleteShader(vertShader);
        vertShader = 0;
    }
    if (fragShader)
    {
        glDeleteShader(fragShader);
        fragShader = 0;
    }
    
    self.initialized = YES;

• use

glUseProgram(program);

Attribute的管理

简介

attribute变量是只能在vertex shader中使用的变量。它不能在fragment shader中声明attribute变量，也不能被fragment shader中使用）

在application中，一般用函数glBindAttribLocation（）来绑定每个attribute变量的位置，然后用函数glVertexAttribPointer（）为每个attribute变量赋值。

在GPUImage中，作者通过一个attributes数组来管理attribute变量。

- (void)addAttribute:(NSString *)attributeName
{
    if (![attributes containsObject:attributeName])
    {
        [attributes addObject:attributeName];
        glBindAttribLocation(program, 
                             (GLuint)[attributes indexOfObject:attributeName],
                             [attributeName UTF8String]);
    }
}
// END:addattribute
// START:indexmethods
- (GLuint)attributeIndex:(NSString *)attributeName
{
    return (GLuint)[attributes indexOfObject:attributeName];
}

如上述函数所示，每当加入一个attribute时，会先判断在数组中有没有这个变量，如果没有的话，就加到数组中，并且绑定到shader中。变量获取的位置也就是在数组中的位置

uniform的管理

简介

uniform变量 外部程序传递给shader的变量.
函数glUniform**（）函数赋值的.shader 中是只读变量,不能被 shader 修改.

在GPUImage中，作者同样通过一个uniforms数组来管理attribute变量。（然而并没有用到😂）

在OpenGL ES中，uniform的位置并不是固定的，必须在Program link完成之后才能够获得，因此，获取uniform的位置必须通过以下命令：

- (GLuint)uniformIndex:(NSString *)uniformName
{
    return glGetUniformLocation(program, [uniformName UTF8String]);
}