QOpenGLShaderProgram 对象

       本篇文章是基于 完整例子和调用关系qt OpenGL-CSDN博客补充疑惑说明，但单独观看也不影响理解。

        shaderProgram 是一个 QOpenGLShaderProgram 对象，负责管理和使用 OpenGL 着色器程序。在 OpenGL 中，着色器是用来在图形渲染流水线中处理顶点和像素的程序，它们定义了如何绘制每个顶点和每个像素的颜色。

具体来说，shaderProgram 在这个代码中做的事情包括：

1. 加载着色器代码：

        着色器代码通常分为两部分：顶点着色器（Vertex Shader）和片段着色器（Fragment Shader）。QOpenGLShaderProgram 对象提供了加载、编译和链接这两部分着色器的功能。

2. 编译和链接着色器：

        着色器代码加载后需要通过 QOpenGLShaderProgram 来编译并链接成一个完整的 OpenGL 程序。链接后，这个程序会生成一个可以在 GPU 上运行的着色器程序。

3. 使用着色器程序：

        一旦着色器程序被编译和链接成功，我们可以通过 shaderProgram->bind() 来激活这个程序，使得 OpenGL 渲染流水线在渲染时使用这个着色器程序。bind() 的作用是告诉 OpenGL 使用这个程序来处理所有后续的渲染操作（即顶点着色、片段着色等）。

4. 管理着色器的属性和Uniforms：

        着色器程序会绑定顶点数据（比如顶点坐标、法线、颜色等属性）到特定的着色器变量（attribute），还可以绑定一些统一变量（uniforms），这些变量在渲染期间保持不变，例如变换矩阵、光源位置等。

详细解释 QOpenGLShaderProgram 在代码中的使用

1. 加载顶点和片段着色器

        在 initializeShaders() 方法中，代码使用 shaderProgram 加载和编译顶点着色器和片段着色器：

void MyOpenGLWidget::initializeShaders() {
    shaderProgram = new QOpenGLShaderProgram();  // 创建着色器程序对象
    shaderProgram->addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Vertex, ":/vertex_shader.glsl");
    shaderProgram->addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Fragment, ":/fragment_shader.glsl");
    shaderProgram->link();  // 链接着色器程序
    shaderProgram->bind();  // 激活着色器程序
}

• shaderProgram = new QOpenGLShaderProgram();：创建一个 QOpenGLShaderProgram 对象，用来管理着色器程序。
• addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Vertex, ":/vertex_shader.glsl");：加载并编译顶点着色器，这里 QOpenGLShader::Vertex 表示着色器类型是顶点着色器，: /vertex_shader.glsl 是着色器的文件路径。
• addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Fragment, ":/fragment_shader.glsl");：加载并编译片段着色器，QOpenGLShader::Fragment 表示片段着色器类型，: /fragment_shader.glsl 是片段着色器的文件路径。
• shaderProgram->link();：将顶点着色器和片段着色器编译后链接成一个完整的着色器程序，链接成功后该程序可以用来渲染图形。
• shaderProgram->bind();：激活这个着色器程序，在后续的 OpenGL 绘制操作中，OpenGL 会使用这个程序来处理顶点和片段。

2. 着色器程序的工作原理

• 顶点着色器（Vertex Shader）：

        负责对每一个顶点进行处理。它接收顶点属性（例如位置、颜色、法线等），并将顶点数据传递到后续的处理阶段。通常，顶点着色器的输出是一个 gl_Position，它是经过投影矩阵变换后的顶点位置。

• 片段着色器（Fragment Shader）：

        负责处理图像中每个像素的颜色。片段着色器接收顶点着色器传递的插值数据（如颜色、纹理坐标等），并通过这些数据来计算像素的最终颜色。输出结果通常是一个颜色值（gl_FragColor）。

3. 绑定和使用着色器程序

        当我们调用 shaderProgram->bind() 时，我们告诉 OpenGL 使用这个程序进行渲染。每个渲染的顶点都会通过顶点着色器进行处理，每个片段（像素）都会通过片段着色器进行处理，最终绘制在屏幕上。

shaderProgram->bind(); // 激活当前着色器程序

        在之后的绘制操作中，OpenGL 会使用这个已经激活的着色器程序来处理所有的渲染操作。

4. 设置顶点属性和 Uniforms

        QOpenGLShaderProgram 还可以用来设置着色器中的属性（attributes）和统一变量（uniforms）。

• 属性（Attributes）：这些是每个顶点的属性，例如顶点的位置、颜色、法线等。在 Qt 中，我们可以使用 setAttributeBuffer() 和 enableAttributeArray() 来设置和启用这些属性。
• 统一变量（Uniforms）：这些是不会在每个顶点之间变化的变量，例如投影矩阵、视图矩阵、光源位置等。可以通过 setUniformValue() 来设置。

        例如，我们可以传递一个变换矩阵给顶点着色器：

QMatrix4x4 modelMatrix;
shaderProgram->setUniformValue("modelMatrix", modelMatrix);

        在这里，modelMatrix 是一个 QMatrix4x4 对象，我们通过 setUniformValue() 方法将它传递给着色器中的 modelMatrix 统一变量。

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总结

shaderProgram 在 OpenGL 渲染管线中起着非常重要的作用：

• 它管理着色器的加载、编译和链接过程。
• 它允许我们绑定和使用不同的着色器程序。
• 它通过设置顶点属性和统一变量，控制着色器程序在渲染过程中如何处理数据。

在这个代码中，shaderProgram 是 OpenGL 渲染的核心部分，负责在渲染过程中控制如何处理顶点数据和片段数据，决定了最终绘制到屏幕上的图形效果。