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GLSL中的限定符详解

GLSL(OpenGL Shading Language)中的限定符用于定义变量的作用域和行为。这些限定符放在变量类型之前，只能用于全局变量。与Java限定符类似，但在GLSL中没有默认限定符。
主要限定符

attribute

• 说明：用于表示每个顶点各不相同的量。
• 用途：用于顶点着色器中接收来自顶点数组的数据。
• 数据类型：可以是float、vec2、vec3、vec4、mat2、mat3、mat4等。
• 特点：只能在顶点着色器中使用，不能在片元着色器中使用。

// 顶点着色器
attribute vec4 aPosition;  // 顶点位置

void main() {
    gl_Position = aPosition;
}

uniform

• 说明：用于对所有顶点或片元都相同的量。
• 用途：用于向着色器传递不会随顶点变化的数据。
• 数据类型：可以是基本类型(int, float)、向量类型、矩阵类型，甚至是结构体和数组。
• 特点：在顶点着色器和片元着色器中都可以使用，且值在一次绘制调用中保持不变。

// 顶点着色器
uniform mat4 uMVPMatrix;   // 模型视图投影矩阵

void main() {
     gl_Position = uMVPMatrix * aPosition; // 应用投影变换
}

varying

• 说明：表示易变量，用于顶点着色器向片元着色器传递数据。
• 用途：将计算结果从顶点着色器传递到片元着色器。
• 数据类型：可以是float、vec2、vec3、vec4等。
• 特点：在顶点着色器中赋值，在片元着色器中使用，值会根据片元位置进行插值。

// 顶点着色器
attribute vec4 aPosition;
attribute vec4 aColor;
varying vec4 vColor;  // 声明varying变量

void main() {
    gl_Position = aPosition;
    vColor = aColor;  // 将顶点颜色传递给片元着色器
}
// 片元着色器
precision mediump float;
varying vec4 vColor;  // 接收从顶点着色器传来的颜色

void main() {
    gl_FragColor = vColor;  // 使用插值后的颜色
}

const

• 说明：用于声明常量。
• 用途：定义在着色器执行过程中不会改变的值。
• 数据类型：可以是任何基本类型。
• 特点：必须在声明时初始化，之后不能修改。

const float PI = 3.14159265359;
const vec3 LIGHT_DIR = vec3(0.0, 1.0, 0.0);

void main() {
    float angle = PI / 4.0;  // 使用常量
    // 其他操作
}

layout

• 说明：用于明确指定变量的内存布局或绑定位置。
• 用途：指定uniform变量的绑定点、顶点属性的位置、着色器输入/输出位置等。
• 数据类型：可用于各种变量类型，包括uniform、in、out等。
• 特点：提供了一种在着色器代码中直接指定资源位置的方法，减少了CPU端的绑定调用。

// 指定顶点属性位置
layout(location = 0) in vec3 aPosition;
layout(location = 1) in vec2 aTexCoord;

in, out, inout (GLSL 3.0+)

在较新版本的GLSL中，attribute和varying被替换为in和out
in：用于接收输入数据（替代attribute）
out：用于输出数据（替代varying）
inout：用于函数参数，表示参数既是输入也是输出

// 顶点着色器 (GLSL 3.0+)
in vec4 position;  // 替代attribute
out vec4 vColor;   // 替代varying

// 片元着色器 (GLSL 3.0+)
in vec4 vColor;    // 从顶点着色器接收
out vec4 fragColor; // 输出到帧缓冲

void main() {
    fragColor = vColor;  // 不再使用gl_FragColor
}

precision

虽然不是限定符，但precision是GLSL中重要的修饰符，用于指定变量的精度：
highp：高精度
mediump：中等精度
lowp：低精度

precision highp float;  
precision mediump float;  
precision lowp float;