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GLSL†OpenGL Shading Language GLSLプログラミング†GLSLプログラミングを行うためには実行プラットフォームが少なくとも， GL_ARB_vertex_shader,GL_ARB_fragment_shader拡張に対応している必要がある． OpenGL拡張の対応を調べたり，拡張を使えるようにするにはGLEWを用いるのが一番簡単である (参照:GLEWについて)． GLSLシェーダはいくつかのOpenGL命令を用いてアプリケーション実行時にロード，コンパイル，リンクされる． シェーダのコンパイル†GLSLシェーダをOpenGLアプリケーション中でロード，コンパイルする手順は以下．
これらの手順を関数にまとめたものを以下に示す． /*!
* GLSLシェーダコンパイル
* @param[in] target ターゲット(GL_VERTEX_SHADER,GL_FRAGMENT_SHADER)
* @param[in] shader シェーダコード
* @return GLSLオブジェクト
*/
inline GLuint CompileGLSLShader(GLenum target, const char* shader)
{
// GLSLオブジェクト作成
GLuint object = glCreateShader(target);
if(!object) return 0;
glShaderSource(object, 1, &shader, NULL);
glCompileShader(object);
// コンパイル状態の確認
GLint compiled = 0;
glGetShaderiv(object, GL_COMPILE_STATUS, &compiled);
if(!compiled){
char temp[256] = "";
glGetShaderInfoLog( object, 256, NULL, temp);
fprintf(stderr, " Compile failed:\n%s\n", temp);
glDeleteShader(object);
return 0;
}
return object;
}
CompileGLSLShader()にはソースコード文字列を引数として渡さなければならない． ファイル(*.vs,*.gs,*.fsなど)に記述したシェーダコードを読み込んで文字列化する関数の例を以下に示す． /*!
* GLSLシェーダコンパイル
* @param[in] target ターゲット(GL_VERTEX_SHADER,GL_FRAGMENT_SHADER)
* @param[in] fn シェーダファイルパス
* @return GLSLオブジェクト
*/
inline GLuint CompileGLSLShaderFromFile(GLenum target, const char* fn)
{
FILE *fp;
// バイナリとしてファイル読み込み
fp = fopen(fn, "rb");
if(fp == NULL) return 0;
// ファイルの末尾に移動し現在位置(ファイルサイズ)を取得
fseek(fp, 0, SEEK_END);
long size = ftell(fp);
fseek(fp, 0, SEEK_SET);
// シェーダの内容格納
char *text = new char[size+1];
fread(text, size, 1, fp);
text[size] = '\0';
fclose(fp);
// シェーダコンパイル
printf("Compile %s\n", fn);
GLuint object = CompileGLSLShader(target, text);
delete [] text;
return object;
}
ファイルから読み込むほかに，以下のようにしてソースコード中に直接記述する方法もある． #define RXSTR(A) #A
//! Phong 頂点シェーダ
const char phong_vs[] = RXSTR(
// フラグメントシェーダに値を渡すための変数
varying vec3 vPos;
varying vec3 vNrm;
void main(void)
{
// 頂点位置と法線
vPos = (gl_ModelViewMatrix*gl_Vertex).xyz;
vNrm = gl_NormalMatrix*gl_Normal;
// 描画頂点位置
gl_Position = ftransform();
}
);
シェーダのリンク†必要なシェーダ(バーテックス，ジオメトリ，フラグメント)をコンパイル後，それらをリンクして， 1つのGLSLプログラムにまとめる．
プログラムのリンクを行う関数の例を以下に示す． /*!
* バーテックスとフラグメントシェーダで構成されるGLSLプログラム作成
* @param[in] vs バーテックスシェーダオブジェクト
* @param[in] fs フラグメントシェーダオブジェクト
* @return GLSLプログラムオブジェクト
*/
inline GLuint LinkGLSLProgram(GLuint vs, GLuint fs)
{
// プログラムオブジェクト作成
GLuint program = glCreateProgram();
// シェーダオブジェクトを登録
glAttachShader(program, vs);
glAttachShader(program, fs);
// プログラムのリンク
glLinkProgram(program);
// エラー出力
GLint charsWritten, infoLogLength;
glGetProgramiv(program, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
char * infoLog = new char[infoLogLength];
glGetProgramInfoLog(program, infoLogLength, &charsWritten, infoLog);
printf(infoLog);
delete [] infoLog;
// リンカテスト
GLint linkSucceed = GL_FALSE;
glGetProgramiv(program, GL_LINK_STATUS, &linkSucceed);
if(linkSucceed == GL_FALSE){
glDeleteProgram(program);
return 0;
}
return program;
}
シェーダソースファイルからコンパイル，リンクを行う関数の例を以下に示す． 返値はrxGLSL型の変数となっており，シェーダファイル名，プログラムオブジェクトなどを格納する構造体である． struct rxGLSL
{
string VertProg; //!< 頂点プログラムファイル名
string GeomProg; //!< ジオメトリプログラムファイル名
string FragProg; //!< フラグメントプログラムファイル名
string Name; //!< シェーダ名
GLuint Prog; //!< シェーダID
};
/*!
* GLSLのコンパイル・リンク(ファイルより)
* @param[in] vs 頂点シェーダファイルパス
* @param[in] fs フラグメントシェーダファイルパス
* @param[in] name プログラム名
* @return GLSLオブジェクト
*/
inline rxGLSL CreateGLSLFromFile(const string &vs, const string &fs, const string &name)
{
rxGLSL glsl;
glsl.VertProg = vs;
glsl.FragProg = fs;
glsl.Name = name;
GLuint v, f;
v = CompileGLSLShaderFromFile(GL_VERTEX_SHADER, vs.c_str());
f = CompileGLSLShaderFromFile(GL_FRAGMENT_SHADER, fs.c_str());
glsl.Prog = LinkGLSLProgram(v, f);
return glsl;
}
シェーダによる描画†上記の関数を用いてアプリケーション初期時に以下のようにシェーダプログラムをビルドした後， rxGLSL g_GLSL = CreateGLSLFromFile("phong.vs", "phong.fs", "phong");
描画時にglUseProgram()を用いてGLSL描画に切り替える． void glUseProgram(GLuint program); glUseProgram(g_GLSL.Prog); glUniform3f(glGetUniformLocation(g_GLSL.Prog, "eyePosition"), eye_pos[0], eye_pos[1], eye_pos[2]); glutSolidTeapot(0.5); glUseProgram(0); glUniform*()はGLSLシェーダのuniform変数に値を渡す命令であり， その種類は下記参照． glUniform†シェーダ内のuniform変数に値を渡すのに用いるOpenGLの命令． 変数,定数を用いた受け渡し†
locationにglGetUniformLocationで取得した変数の位置，v0-v3に受け渡す値を指定する． f接尾辞の場合はfloat,vec2,vec3,vec4とその配列に， i接尾辞の場合はint,ivec2,ivec3,ivec4とその配列に値を渡すのに用いられる． 配列を用いた受け渡し†
locationにglGetUniformLocationで取得した変数の位置，countは修正する要素の数(GLSL側のuniform変数が配列でないならば1でなければならない)， valueは要素数countの配列のポインタでこの配列の中身が渡される． 行列の値の受け渡し†void glUniformMatrix2fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value); void glUniformMatrix3fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value); void glUniformMatrix4fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value); void glUniformMatrix2x3fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value); void glUniformMatrix3x2fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value); void glUniformMatrix2x4fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value); void glUniformMatrix4x2fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value); void glUniformMatrix3x4fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value); void glUniformMatrix4x3fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value); 上の3つは正方行列用でそれぞれ，2x2,3x3,4x4行列の値(要素数4,9,16)を書き換える． locationはglGetUniformLocationで取得した変数の位置，countは修正する要素の数(GLSL側のuniform変数が配列でないならば1でなければならない)， transposeにGL_TRUEを指定した場合，行列の要素はrow majorで格納され，GL_FALSEを指定すればcolumn majorで格納される． valueは要素数countの配列のポインタでこの配列の中身が渡される． 型†ベクトル型†
行列型†
テクスチャ型†
ビルトイン変数†定数(attribute)†
変数(uniform)†シェーダー間のデータ受け渡しに使える．
TIPS†キャスト†warning C7503: OpenGL does not allow C-style casts Cとはキャストのやり方が違っているので，例えば， i = (int)x; ではなく， i = int(x); とする． |
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