OpenGL ES 1.x是針對(duì)固定硬件管線的而從OpenGL ES 2.0開始針對(duì)可編程硬件管線。而這其中最重要的就是頂點(diǎn)著色器和片元著色器奸汇，頂點(diǎn)著色器是針對(duì)每個(gè)頂點(diǎn)執(zhí)行一次，用于確定頂點(diǎn)的位置谎砾，將顏色信息或者紋理信息傳遞給片元著色器楞陷，片元著色器是針對(duì)每個(gè)片元送巡，片元我們可以理解為每個(gè)像素摹菠，用于確定每個(gè)片元（像素）的顏色。
本文只是介紹著色器語言本身骗爆，而固定管線和可編程管線這里不做詳細(xì)介紹次氨。
OpenGLES的著色器語言GLSL是一種高級(jí)的圖形化編程語言，其源自應(yīng)用廣泛的C語言摘投。與傳統(tǒng)的C語言不同的是煮寡，它提供了更加豐富的針對(duì)于圖像處理的原生類型，諸如向量犀呼、矩陣之類幸撕。GLSL主要包含以下特性：
GLSL是一種面向過程的語言，和C相同外臂。
GLSL的基本語法與C/C++基本相同坐儿。
它完美的支持向量和矩陣操作。
它是通過限定符操作來管理輸入輸出類型的宋光。
GLSL提供了大量的內(nèi)置函數(shù)來提供豐富的擴(kuò)展功能貌矿。
GLSL雖然是基于C/C++的語言，也和他們有很多相似的地方罪佳，但是它和C/C++還是有很多的不同之處的逛漫，比如在GLSL中沒有double、long等類型赘艳，沒有union尽楔、enum、unsigned以及位運(yùn)算等特性第练。
之前文中我們所使用的都是非常簡(jiǎn)單的著色器，沒有使用過GLSL的內(nèi)置函數(shù)玛荞，在后面要有比較復(fù)雜的功能實(shí)現(xiàn)娇掏，我們不可避免的要使用這些內(nèi)置函數(shù)。
下面來看GLSL語言的基礎(chǔ)勋眯。
GLSL中的數(shù)據(jù)類型主要分為標(biāo)量婴梧、向量、矩陣客蹋、采樣器塞蹭、結(jié)構(gòu)體、數(shù)組讶坯、空類型七種類型番电。如下：
標(biāo)量表示的是只有大小沒有方向的量，在GLSL中標(biāo)量只有bool、int和float三種漱办。對(duì)于int这刷，和C一樣，可以寫為十進(jìn)制（16）娩井、八進(jìn)制（020）或者十六進(jìn)制（0x10）暇屋。對(duì)于標(biāo)量的運(yùn)算，我們最需要注意的是精度洞辣，防止溢出問題咐刨。
向量我們可以看做是數(shù)組，在GLSL通常用于儲(chǔ)存顏色扬霜、坐標(biāo)等數(shù)據(jù)定鸟，針對(duì)維數(shù)，可分為二維畜挥、三維和四維向量仔粥。針對(duì)存儲(chǔ)的標(biāo)量類型，可以分為bool蟹但、int和float躯泰。共有vec2、vec3华糖、vec4麦向，ivec2、ivec3客叉、ivec4诵竭、bvec2、bvec3和bvec4九種類型兼搏，數(shù)組代表維數(shù)卵慰、i表示int類型、b表示bool類型佛呻。需要注意的是裳朋，GLSL中的向量表示豎向量，所以與矩陣相乘進(jìn)行變換時(shí)吓著，矩陣在前鲤嫡，向量在后（與DirectX正好相反）。向量在GPU中由硬件支持運(yùn)算绑莺，比CPU快的多暖眼。
作為顏色向量時(shí)，用rgba表示分量纺裁，就如同取數(shù)組的中具體數(shù)據(jù)的索引值诫肠。三維顏色向量就用rgb表示分量。比如對(duì)于顏色向量vec4 color，color[0]和color.r都表示color向量的第一個(gè)值区赵，也就是紅色的分量惭缰。其他相同。
作為位置向量時(shí)笼才，用xyzw表示分量漱受，xyz分別表示xyz坐標(biāo)，w表示向量的模骡送。三維坐標(biāo)向量為xyz表示分量昂羡，二維向量為xy表示分量。
作為紋理向量時(shí)摔踱，用stpq表示分量虐先，三維用stp表示分量，二維用st表示分量派敷。
在GLSL中矩陣擁有22蛹批、33、4*4三種類型的矩陣篮愉，分別用mat2腐芍、mat3、mat4表示试躏。我們可以把矩陣看做是一個(gè)二維數(shù)組猪勇，也可以用二維數(shù)組下表的方式取里面具體位置的值。
采樣器是專門用來對(duì)紋理進(jìn)行采樣工作的颠蕴，在GLSL中一般來說泣刹，一個(gè)采樣器變量表示一副或者一套紋理貼圖。所謂的紋理貼圖可以理解為我們看到的物體上的皮膚犀被。
和C語言中的結(jié)構(gòu)體相同椅您，用struct來定義結(jié)構(gòu)體，關(guān)于結(jié)構(gòu)體參考C語言中的結(jié)構(gòu)體寡键。
數(shù)組知識(shí)也和C中相同掀泳，不同的是數(shù)組聲明時(shí)可以不指定大小，但是建議在不必要的情況下昌腰，還是指定大小的好。
空類型用void表示膀跌，僅用來聲明不返回任何值得函數(shù)遭商。
float a=1.0;
int b=1;
bool c=true;
vec2 d=vec2(1.0,2.0);
vec3 e=vec3(1.0,2.0,3.0)
vec4 f=vec4(vec3,1.2);
vec4 g=vec4(0.2);? //相當(dāng)于vec(0.2,0.2,0.2,0.2)
vec4 h=vec4(a,a,1.3,a);
mat2 i=mat2(0.1,0.5,1.2,2.4);
mat2 j=mat2(0.8);? //相當(dāng)于mat2(0.8,0.8,0.8,0.8)
mat3 k=mat3(e,e,1.2,1.6,1.8);
GLSL中的運(yùn)算符有（越靠前，運(yùn)算優(yōu)先級(jí)越高）：
索引：[]
前綴自加和自減：++捅伤，–
一元非和邏輯非：~劫流，！
加法和減法：+，-
等于和不等于：==祠汇，仍秤！=
邏輯異或：^^
三元運(yùn)算符號(hào)，選擇：可很？:
成員選擇與混合：.
后綴自加和自減：++诗力，–
乘法和除法：*，/
關(guān)系運(yùn)算符：>我抠，<苇本，=，>=菜拓，<=瓣窄，<>
邏輯與：&&
邏輯或：||
賦值預(yù)算：=，+=纳鼎，-=俺夕，*=，/=
GLSL的類型轉(zhuǎn)換與C不同贱鄙。在GLSL中類型不可以自動(dòng)提升劝贸，比如float a=1;就是一種錯(cuò)誤的寫法，必須嚴(yán)格的寫成float a=1.0贰逾，也不可以強(qiáng)制轉(zhuǎn)換悬荣，即float a=(float)1;也是錯(cuò)誤的寫法，但是可以用內(nèi)置函數(shù)來進(jìn)行轉(zhuǎn)換疙剑，如float a=float(1);還有float a=float(true);（true為1.0氯迂，false為0.0）等，值得注意的是言缤，低精度的int不能轉(zhuǎn)換為低精度的float嚼蚀。
在之前的博客中也提到了，GLSL中的限定符號(hào)主要有：
attritude：一般用于各個(gè)頂點(diǎn)各不相同的量管挟。如頂點(diǎn)顏色轿曙、坐標(biāo)等。
uniform：一般用于對(duì)于3D物體中所有頂點(diǎn)都相同的量僻孝。比如光源位置导帝，統(tǒng)一變換矩陣等。
varying：表示易變量穿铆，一般用于頂點(diǎn)著色器傳遞到片元著色器的量您单。
const：常量。
限定符與java限定符類似荞雏，放在變量類型之前虐秦，并且只能用于全局變量平酿。在GLSL中，沒有默認(rèn)限定符一說悦陋。
GLSL中的流程控制與C中基本相同蜈彼，主要有：
if(){}、if(){}else{}俺驶、if(){}else if(){}else{}
while(){}和do{}while()
for(;;){}
break和continue
GLSL中也可以定義函數(shù)幸逆，定義函數(shù)的方式也與C語言基本相同。函數(shù)的返回值可以是GLSL中的除了采樣器的任意類型痒钝。對(duì)于GLSL中函數(shù)的參數(shù)秉颗，可以用參數(shù)用途修飾符來進(jìn)行修飾，常用修飾符如下：
in：輸入?yún)?shù)送矩，無修飾符時(shí)默認(rèn)為此修飾符蚕甥。
out：輸出參數(shù)。
inout：既可以作為輸入?yún)?shù)栋荸，又可以作為輸出參數(shù)菇怀。
與頂點(diǎn)著色器不同的是，在片元著色器中使用浮點(diǎn)型時(shí)晌块，必須指定浮點(diǎn)類型的精度爱沟，否則編譯會(huì)報(bào)錯(cuò)。精度有三種匆背，分別為：
lowp：低精度呼伸。8位。
mediump：中精度钝尸。10位括享。
highp：高精度。16位珍促。
不僅僅是float可以制定精度铃辖，其他（除了bool相關(guān)）類型也同樣可以，但是int猪叙、采樣器類型并不一定要求指定精度娇斩。加精度的定義如下：
uniform lowp float a=1.0;
varying mediump vec4 c;
當(dāng)然，也可以在片元著色器中設(shè)置默認(rèn)精度穴翩，只需要在片元著色器最上面加上precision <精度> <類型>即可制定某種類型的默認(rèn)精度犬第。其他情況相同的話，精度越高芒帕，畫質(zhì)越好歉嗓，使用的資源也越多。
在著色器中我們一般都會(huì)聲明變量來在程序中使用副签，但是著色器中還有一些特殊的變量遥椿，不聲明也可以使用。這些變量叫做內(nèi)建變量淆储。內(nèi)建變量冠场，相當(dāng)于著色器硬件的輸入和輸出點(diǎn)，使用者利用這些輸入點(diǎn)輸入之后本砰，就會(huì)看到屏幕上的輸出碴裙。通過輸出點(diǎn)可以知道輸出的某些數(shù)據(jù)內(nèi)容。當(dāng)然点额，實(shí)際上肯定不會(huì)這樣簡(jiǎn)單舔株，這么說只是為了幫助理解。在頂點(diǎn)著色器中的內(nèi)建變量和片元著色器的內(nèi)建變量是不相同的还棱。著色器中的內(nèi)建變量有很多载慈，在此，我們只列出最常用的集中內(nèi)建變量珍手。
gl_Position：頂點(diǎn)坐標(biāo)
gl_PointSize：點(diǎn)的大小办铡，沒有賦值則為默認(rèn)值1，通常設(shè)置繪圖為點(diǎn)繪制才有意義琳要。
gl_FragCoord：當(dāng)前片元相對(duì)窗口位置所處的坐標(biāo)寡具。
gl_FragFacing：bool型，表示是否為屬于光柵化生成此片元的對(duì)應(yīng)圖元的正面稚补。
gl_FragColor：當(dāng)前片元顏色
gl_FragData：vec4類型的數(shù)組童叠。向其寫入的信息，供渲染管線的后繼過程使用课幕。
radians(x)：角度轉(zhuǎn)弧度
degrees(x)：弧度轉(zhuǎn)角度
sin(x)：正弦函數(shù)厦坛，傳入值為弧度。相同的還有cos余弦函數(shù)撰豺、tan正切函數(shù)粪般、asin反正弦、acos反余弦污桦、atan反正切
pow(x,y)：xy
exp(x)：ex
exp2(x)：2x
log(x)：logex
log2(x)：log2x
sqrt(x)：x√
inversesqr(x)：1x√
abs(x)：取x的絕對(duì)值
sign(x)：x>0返回1.0亩歹，x<0返回-1.0，否則返回0.0
ceil(x)：返回大于或者等于x的整數(shù)
floor(x)：返回小于或者等于x的整數(shù)
fract(x)：返回x-floor(x)的值
mod(x,y)：取模（求余）
min(x,y)：獲取xy中小的那個(gè)
max(x,y)：獲取xy中大的那個(gè)
mix(x,y,a)：返回x?(1?a)+y?a
step(x,a)：x< a返回0.0凡橱，否則返回1.0
smoothstep(x,y,a)：a < x返回0.0小作，a>y返回1.0，否則返回0.0-1.0之間平滑的Hermite插值稼钩。
dFdx(p)：p在x方向上的偏導(dǎo)數(shù)
dFdy(p)：p在y方向上的偏導(dǎo)數(shù)
fwidth(p)：p在x和y方向上的偏導(dǎo)數(shù)的絕對(duì)值之和
length(x)：計(jì)算向量x的長度
distance(x,y)：返回向量xy之間的距離
dot(x,y)：返回向量xy的點(diǎn)積
cross(x,y)：返回向量xy的差積
normalize(x)：返回與x向量方向相同顾稀，長度為1的向量
matrixCompMult(x,y)：將矩陣相乘
lessThan(x,y)：返回向量xy的各個(gè)分量執(zhí)行x< y的結(jié)果，類似的有g(shù)reaterThan,equal,notEqual
lessThanEqual(x,y)：返回向量xy的各個(gè)分量執(zhí)行x<= y的結(jié)果坝撑，類似的有類似的有g(shù)reaterThanEqual
any(bvec x)：x有一個(gè)元素為true静秆，則為true
all(bvec x)：x所有元素為true粮揉，則返回true，否則返回false
not(bvec x)：x所有分量執(zhí)行邏輯非運(yùn)算
紋理采樣函數(shù)有texture2D抚笔、texture2DProj扶认、texture2DLod、texture2DProjLod殊橙、textureCube辐宾、textureCubeLod及texture3D、texture3DProj膨蛮、texture3DLod叠纹、texture3DProjLod等。
texture表示紋理采樣敞葛，2D表示對(duì)2D紋理采樣誉察，3D表示對(duì)3D紋理采樣
Lod后綴，只適用于頂點(diǎn)著色器采樣
Proj表示紋理坐標(biāo)st會(huì)除以q
紋理采樣函數(shù)中惹谐，3D在OpenGLES2.0并不是絕對(duì)支持冒窍。我們?cè)俅螘簳r(shí)不管3D紋理采樣函數(shù)。重點(diǎn)只對(duì)texture2D函數(shù)進(jìn)行說明豺鼻。texture2D擁有三個(gè)參數(shù)综液，第一個(gè)參數(shù)表示紋理采樣器。第二個(gè)參數(shù)表示紋理坐標(biāo)儒飒，可以是二維谬莹、三維、或者四維桩了。第三個(gè)參數(shù)加入后只能在片元著色器中調(diào)用附帽，且只對(duì)采樣器為mipmap類型紋理時(shí)有效。
