自己的 Shader

從前面的經驗知道，編寫、編譯以及管理 Shader 不是一件容易的事，如果我們將他封裝起來，讓這個管理器能夠從硬碟讀取 Shader，接著編譯再 Link 起來，這樣使用起來會方便許多。

#pragma once

#include "pch.h"
#include <glad/glad.h>
#include "glm/glm.hpp"
#include "glm/glm.hpp"

class Shader {
public:
    Shader() = default;
    Shader(const char *vertPath, const char *fragPath);

    ~Shader();

    void bind();

    void unbind();

    uint32_t getShaderID() const { return program; }

    int getLocationByName(const std::string &name) const;

    void setInt(const std::string &name, int value);

    void setIntArray(const std::string &name, int *values, uint32_t count);

    //
    void setFloat(const std::string &name, float value);

    void setFloat2(const std::string &name, const glm::vec2 &value);

    void setFloat3(const std::string &name, const glm::vec3 &value);

    void setFloat4(const std::string &name, const glm::vec4 &value);

    //
    void setMat2(const std::string &name, const glm::mat2 &matrix);

    void setMat3(const std::string &name, const glm::mat3 &matrix);

    void setMat4(const std::string &name, const glm::mat4 &matrix);


    static uint32_t CompileShader(GLenum type, const char **src);

    static uint32_t LinkShaderProgram(uint32_t vertex, uint32_t fragment);

private:
    std::string vertSource, fragSource;
    uint32_t program = 0;
};

program 儲存的其實就是此 Shader 的 ID，而我可們 Construct 的時候可以傳入 Vertex Shader 跟 fragment Shader 的檔案路徑，這樣我們就可以不用把 Shader 的 code 寫在程式裡面了。
我們還加入了一些功能。bind就是用來激活 Shader的，set ...就是用來設定uniform參數的。

讀檔

用 C++ 讀檔將 Shader 內容儲存到 std::string

• 讀檔

  bool LoadFileContent(std::string &s, const char *path) {
      std::ifstream ifs(path);
      if (ifs) {
          s.assign((std::istreambuf_iterator<char>(ifs)), (std::istreambuf_iterator<char>()));
          return true;
      }
      return false;
  }
  

• 接著要編譯並連結

  Shader::Shader(const char *vertPath, const char *fragPath) {
  
      assert(LoadFileContent(vertSource, vertPath) == true);
      assert(LoadFileContent(fragSource, fragPath) == true);
  
      const char *vertSrc = vertSource.c_str();
      uint32_t vert = CompileShader(GL_VERTEX_SHADER, &vertSrc);
      const char *fragSrc = fragSource.c_str();
      uint32_t frag = CompileShader(GL_FRAGMENT_SHADER, &fragSrc);
      assert(vert && frag);
  
      program = LinkShaderProgram(vert, frag);
      assert(program);
  
      glDeleteShader(vert);
      glDeleteShader(frag);
  }
  

  • 編譯

  uint32_t Shader::CompileShader(GLenum type, const char **src) {
  
      uint32_t shader;
      shader = glCreateShader(type);
      glShaderSource(shader, 1, src, nullptr);
      glCompileShader(shader);
  
      int success;
      char log[512];
      glGetShaderiv(shader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
      if (!success) {
          glGetShaderInfoLog(shader, 512, nullptr, log);
          printf("Error Shader %s compile error\n%s\n", type == GL_VERTEX_SHADER ? "Vertex" : "Fragment", log);
          return 0;
      }
      return shader;
  }
  

  • 連結

  uint32_t Shader::LinkShaderProgram(uint32_t vertex, uint32_t fragment) {
      uint32_t program = glCreateProgram();
      glAttachShader(program, vertex);
      glAttachShader(program, fragment);
      glLinkProgram(program);
      //
      int success;
      char log[512];
      glGetProgramiv(program, GL_LINK_STATUS, &success);
      if (!success) {
          glGetProgramInfoLog(program, 512, nullptr, log);
          printf("Error Shader Linking error\n%s\n", log);
          return 0;
      }
      return program;
  }
  

• bind/unbind 非常之簡單。

  void bind() {
      glUseProgram(program);
  }
  
  void unbind() {
      glUseProgram(0);
  }
  

• setter也是很簡單

  void Shader::setInt(const std::string &name, int value) {
      glUniform1i(getLocationByName(name), value);
  }
  
  void Shader::setIntArray(const std::string &name, int *values, uint32_t count) {
      glUniform1iv(getLocationByName(name), count, values);
  }
  
  void Shader::setFloat(const std::string &name, float value) {
      glUniform1f(getLocationByName(name), value);
  }
  
  void Shader::setFloat2(const std::string &name, const glm::vec2 &value) {
      glUniform2f(getLocationByName(name), value.x, value.y);
  }
  

這樣就成功封裝我們的 Shader 了

使用方法會像這樣

Shader shader("vertexShaderPath", "fragmentShaderPath");

...

while(running) {
    
    shader.bind();
    shader.setXX("uniform", value);
    render();
    shader.unbind();
}