一步步学OpenGL(一)剖析

一步步学OpenGL（一）
一打开一个窗口
背景：
官方OpenGL的文档里并没有提供一个API来进行窗口的创建和操作。

现在的Windows系统包含一个子系统将OpenGL上下文和Windows 系统绑定在一起从而对OpenGL提供支持。

在X窗口系统中那个接口称作GLX。

为了支持窗口Windows提供WGL(发音：Wiggle)接口，MacOS则有CGL。

使用这些接口直接来创建窗口来显示图形通常非常麻烦，所以我们通常使用一个高水平的库来隐藏窗口的创建操作细节。

这里使用的窗口库是GLUT（OpenGL utility library，freeGLUT是GLUT的开源版本，老GLUT早已停止更新），它提供了一个简化的API来操作窗口，以及支持事件处理，IO控制和其他一些功能。

另外GLUT是一个跨平台的库所以移植性很好。

和GLUT类似的其他替代库还有SDL和GLFW。

源代码详解
(1)glutInit(&argc, argue);
调用这个函数来初始化GLUT.参数可以直接引用command line的，而且有一些有用的选项，比如：‘-sync’和‘-gldebug’，可以禁掉X窗口的异步特征并分别自动检查和显示GL错误。

(2)glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA);
这里配置一些GLUT的选项设置。

GLUT_DOUBLE在多数渲染结束后开启双缓冲机制（维护两个图像缓冲数据，屏幕显示一副图像时在后台同时绘制另一份图像缓冲数据，交替显示）和颜色缓冲。

我们通常需要这两个设置，还有其他的选项设置后面会继续介绍。

(3)
glutInitWindowSize(960, 640); // 窗口尺寸
glutInitWindowPosition(200, 200); // 窗口位置
glutCreateWindow("Tutorial 01"); // 窗口标题
这几个函数的调用可以设置一些窗口参数并创建一个窗口。

也可以定义窗口的标题。

(4)glutDisplayFunc(RenderScenceCB);
由于我们是在一个窗口系统中工作的，与运行的程序多数的交互是通过事件回调函数。

GLUT针对与底层窗口系统的交互为我们提供了几个回调函数选项。

这里我们先只用一个主回调来完成一帧图像的所有渲染工作。

这个回调函数会不断地被GLUT内部循环调用。

(5)glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
这个是我们在OpenGL中遇到的第一个状态（OpenGL是一个状态机）。

OpenGL使用状态方案的原因是渲染是一个非常复杂的任务，不能仅仅通过一个函数接受几个参数来完成（一个合理设计的函数是不会接受大量的参数的）。

对于渲染效果的设置我们需要定义shader着色器，buffer缓冲还有各种各样的flag标志变量。

另外，我们也经常想保存一些相同的配置在多个渲染操作中使用（比如：如果我们从来不需要禁掉深度检测depth test，我们没必要在每一个渲染回调中来明确定义它）。

这也是为什么多数的渲染操作配置都是通过在OpenGL
状态机中设置flag标志变量和值来完成，而且渲染回调本身通常也被局限于几个参数，参数解决需要绘制的定点数量和他们的偏移量。

调用一个改变状态的函数后，具体的配置保持不变，直到下次再调用这个相同的函数再次改变状态和配置。

上面的函数设置了当帧缓存（帧缓存后面还会介绍）清空后要使用的颜色值。

颜色值有四个通道（RGBA）,使用单位化的值0.0-1.0来表示。

(6)glutMainLoop();
这个函数调用传递指令给GLUT现在开始它的内部循环。

在这个循环中它监听窗口系统中的事件并通过我们配置的回调传递出去。

在我们这个例子中，GLUT将只会调用我们注册的那个display回调（RenderScenceCB），在这个回调函数中（RenderScenceCB）我们可以自定义代码来渲染这一帧的图像。

(7)
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glutSwapBuffers();
在渲染函数中我们能做的就是清空帧缓存（使用上面定义的颜色，可以尝试任意改变颜色看效果）。

第二个函数是告诉GLUT交换双缓冲机制中前后两个缓存的角色位置，也就是二者换班，后台的缓存放到前台显示，之前显示的缓存继续到后台开始另一帧的缓存工作。

这样在下一个渲染回调循环中交换到当前的缓存将在屏幕上显示。

示例Demo
#include <iostream>
#include <GLUT/freeglut.h>//freeGLUT窗口库
/**
* 渲染回调函数
*/
void RenderScenceCB(){
// 清空颜色缓存
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
// 交换前后缓存
glutSwapBuffers();
}
/**
* 主函数
*/
int main(int argc, char ** argv) {
// 初始化GLUT
glutInit(&argc, argv);
// 显示模式：双缓冲、RGBA
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA);
// 窗口设置
glutInitWindowSize(480, 320); // 窗口尺寸
glutInitWindowPosition(100, 100); // 窗口位置
glutCreateWindow("Tutorial 01"); // 窗口标题
// 开始渲染
glutDisplayFunc(RenderScenceCB);
// 缓存清空后的颜色值
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
// 通知开始GLUT的内部循环
glutMainLoop();
return 0;
}
运行结果：
说明:
demo程序是原作者的代码，适用于多平台，由于在Mac上比较特殊，我在Mac上跑的时候发现GLEW有点问题暂时没解决，导致后面的三角形啥的在mac上没效果。

orz……最后我放弃了在mac用opengl了，坑实在太多，装了双系统在windows上安装vs2013来跑原作者的源代码，就顺利多了。

所以强烈建议还是在visual studio上跑opengl吧！学习教程之前配置好开发环境，边看边跑代码效果最好，这里我的环境主要包括：
1.Visual Studio2013；
2.OpenGL，windows默认已内置了OpenGL可直接引入无需再安装（说是微软为了推广自己的DX只提供一个很低的版本，但我的默认就是最新版本，4.3呢！！！）；
二你好顶点
背景
这里要第一次开始使用GLEW（the OpenGL Extension Wrangler Library）库。

GLEW可以帮助我们解决一些伴随OpenGL扩展库管理出现的一些头疼的问题，初始化之后，它会检索你平台中所有可用的扩展库，动态的加载并且可以通过简单引用一个头文件来使用。

在这个教程中，我们将第一次使用定点缓冲器对象（VBOs）。

顾名思义，VBO是用来存储顶点的。

我们试图在屏幕上显示的存在于3d世界中的物体，像一个怪物、城堡或者一个简单的旋转的立方体，都是通过连接一组顶点来实现的。

VBOs是在GPU中加载顶点最有效的方式，他们是可以存储在视频内存的缓冲并且可迅速到达GPU处理，所以强烈推荐这种顶点加载方式。

这篇教程和下一篇教程是在这一系列中唯一依赖于固定功能管线的而不是可编程管线，事实上在这所有教程中也没有出现这两种管线的转换，我们只是依靠数据流经管线的方式。

在接下来的教程中将会有关于管线的透彻学习，而现在已经足够可以理解在到光栅化（在屏幕上使用屏幕坐标画点、线、三角形等图元）之前，这些可见的顶点都有他们的XYZ坐标（[-1.0，1.0]），光栅化程序将这些坐标映射到屏幕空间（例如：如果屏幕宽度是1024，那么X=-1.0就映射到0，X=1.0映射到1023）。

最后，光栅化程序根据在draw call（下面代码中会讲到）中定义的拓扑结构来绘制这些图元。

由于我们没有将任何shader着色器绑定到渲染管线上，我们的顶点也就没有经过任何变换。

也就是说，我们只是给这些顶点一个给定范围的值来使他们可见。

将X和Y坐标都设置为0可将顶点精确地至于两个坐标轴中间，也就是屏幕的中央。

安装GLEW：
GLEW可在官网下载：
大多数Linux发行版提供预先构建的包。

在Ubuntu上可以通过下面的指令安装：
apt-get install libglew1.6 libglew1.6-dev
Mac上安装GLEW的教程(需要安装MacPort):/huyisu/article/details/42742379
VisualStudio安装GLEW：/xuguangsoft/article/details/8002375
源代码详解
(1)#include <GL/glew.h>
GLEW库引入(一定要在GLUT引入之前引入，否则会编译错误),如果要引入其他OpenGL 头文件，必须要注意将这个头文件放在前面。

为了将项目与GLEW进行连接需要在makefile 中添加‘-lGLEW’(Mac上这个在GLEW的安装教程上有说明，需要在Building Setting中设置).
(2)#include "math3d.h"
这个用于OpenGL的3d数学库可到网上自行下载，版本不一样可能变量名和变量初始化函数会不一样, 但使用方法都一样。

也可以下载原作者的源码，里面也有这个头文件。

在这个教程中我们开始使用像向量这种辅助数据结构，并且慢慢我们会扩展这个头文件.
(3)
GLenum res = glewInit();
if (res != GLEW_OK)
{
fprintf(stderr, "Error: '%s'\n", glewGetErrorString(res));
}
这里初始化GLEW并检查是否有错误，这个必须在GLUT初始化之后完成.
(4)
Vector3f Vertices[1];
Vertices[0] = Vector3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);
这里创建一个Vector3f结构的数组，并初始化XYZ坐标为0。

这样使该点显示在屏幕中央。

(5)GLuint VBO;
这里在项目中定义一个全局的GLuint引用变量，来操作顶点缓冲器对象。

后面会看到绝大多数OpenGL对象都是通过GLuint类型的变量来引用的.
(6)glGenBuffers(1, &VBO);
OpenGL定义了几个glGen*前缀的函数来产生不同类型的对象。

它们通常有两个参数：第一个参数用来定义你想创建的对象的数量，第二个参数是一个GLuint变量的数组的地址，来存储分配给你的引用变量handles（要确保这个数组足够大来处理你的请求！）。

以后对这个函数的调用将不会重复产生相同的handle对象，除非你先使用glDeleteBuffers删除他们。

注意你不需要在buffer中定义你具体想要做的事情，将其一般化、通用化，具体的工作由下一步来完成。

(7)glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
OpenGL使用handle的方式很独特，在很多API中handle可以提供给任何相关的函数并且具体的操作就是通过那个handle来操作完成，在OpenGL中我们需要将handle与一个目标的名称进行绑定，然后在该目标上执行命令。

这些指令只会在与handle绑定的目标上生效直到另外有其他的对象跟这个handle绑定或者这个handle被置空。

目标名GL_ARRAY_BUFFER意思是这个buffer将存储一个顶点的数组。

另外一个有用的目标是GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER,这个的意思是这个buffer存储的是另一个buffer中顶点的标记。

还有很多其他的目标，后面的教程中会看到。

(8)glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(Vertices), Vertices, GL_STATIC_DRAW);
绑定了我们的对象之后，我们要往里面添加数据。

这个回调函数取得我们之前绑定的目标名参数GL_ARRAY_BUFFER，还有数据的比特数参数，顶点数组的地址，还有一个表示这个数据模式的标志变量。

因为我们不会去改变这个buffer的内容所以这里用了GL_STATIC_DRAW标志，相反的标志是GL_DYNAMIIC_DRAW, 这个只是给OpenGL的
一个提示来给一些觉得合理的标志量使用，驱动程序可以通过它来进行启发式的优化（比如：内存中哪个位置最合适存储这个buffer缓冲）。

(9)glEnableV ertexAttribArray(0);
在shader着色器教程中,可看到顶点着色器中使用的属性(位置、法线等)有索引来对它们进行映射,使你能够绑定C/C++程序中的数据和着色器中的属性名称，而且必须要为每一个顶点属性添加索引。

在这个教程暂时不会使用任何着色器，但是我们加载到buffer中的顶点位置在固定功能管线中是被认为是索引为0的顶点属性（当没有着色器绑定时被启用）。

你必须开启每一个顶点的属性，否则渲染管线无法获取这些数据。

(10)glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
这里我们再次绑定我们的buffer准备开始draw call回调。

在这个小程序中我们只有一个顶点的缓冲因此每一帧都调用这个回调是很冗余的，在更加复杂的程序中，将会有很多的buffer 缓冲来存储不同的模型，你必须用将要调用的buffer来不断更新管线的状态。

(11)glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, 0);
这个回调告诉管线怎样解析bufer中的数据。

第1个参定义了属性的索引，再这个例子中我们知道这个索引默认是0，但是当我们开始使用shader着色器的时候，我们既要明确的设置着色器中的属性索引同时也要检索它；
第2个参数指的是属性中的元素个数（3个表示的是：X,Y,Z坐标）；
第3个参数指的是每个元素的数据类型；
第4个参数指明我们是否想让我们的属性在被管线使用之前被单位化，我们这个例子中希望我们的数据保持不变的被传送；
第5个参数（称作’stride‘）指的是缓冲中那个属性的两个实例之间的比特数距离。

当只有一个属性（例如：buffer只含有一个顶点的位置数据）并且数据被紧密排布的时候将该参数值设置为0。

如果我们有一个包含位置和法向量（都是有三个浮点数的vector向量，一共6个浮点数）两个属性的数据结构的数组的时候，我们将设置参数值为这个数据结构的比特大小（6*4=24）；
最后一个参数在前一个例子中非常有用。

我们需要在管线发现我们的属性的地方定义数据结构中的内存偏移值。

在有位置数据和法向量数据的结构中，位置的偏移量为0，而法向量的偏移量则为12。

(12)glDrawArrays(GL_POINTS, 0, 1);
最后，我们调用函数毁回调来绘制几何图形。

之前所有的指令都非常重要，但它们只是设置了绘制指令的每一步的准备工作。

这个指令才是GPU真正开始工作的地方。

这个指令将整合这个指令收到的绘制参数和之前为这一个点的图形建立的状态数据来将结果渲染在屏幕上。

OpenGL提供了集中不同类型的draw call绘制回调，每一种各自适用于不同的案例情况。

一般情况下可以将他们分成两类：顺序绘制和索引绘制。

顺序绘制较简单，GPU经过你的顶点缓冲区，一个一个的挨着处理每一个顶点，并根据draw call中定义的拓扑结构来解析他们。

例如：如果你定义了三角形GL_TRIANGLES，那么第0-2个顶点成为第一个三角形，第3-5
个顶点成为第二个等等。

如果你想让多个三角形共用同一个顶点你仍然要在缓冲区多次定义存储这个顶点，很浪费空间。

索引绘制相比顺序绘制更加复杂而且额外有一个索引缓冲区。

索引缓冲区存储着顶点缓冲区中顶点的索引标志。

GPU以和上面描述的类似的模式扫描索引缓冲区，索引0-2表示第一个三角形等等以此类推。

如果两个三角形共用一个顶点只需要在索引缓冲区定义两次这个顶点的索引即可，顶点缓冲区只需要存储一个顶点数据。

在游戏中索引绘制更常用，因为多数游戏模型是使用三角形图元来组成模型的表面（人的皮肤，城堡的墙等等），这些相连的三角形很多要共用一个顶点。

在这个教程中我们使用最简单的draw call：glDrawArrays。

这是一个顺序绘制所以没有索引缓冲器。

第一个参数我们定义拓扑结构为每一个顶点只表示一个点;下一个参数是第一个要绘制的顶点的索引，在我们这个例子中我们想从最开始的缓冲开始绘制，所以参数设置为0，但这也使我们能够在同一个缓冲区存储多个模型，然后根据它的偏移量选择其中一个进行绘制;最后一个参数是要绘制的顶点数。

(13)glDisableV ertexAttribArray(0);
当顶点短时间内不会被使用的时候及时禁用他们是个很好的习惯，当着色器不用他们的时候让他们可用无非是自找麻烦。

示例Demo
#include <stdio.h>
#include <GL/glew.h> // GLEW扩展库
#include <GLUT/freeglut.h> // freeGLUT图形库
#include "ogldev_math_3d.h" // 用于OpenGL的3d数学库,这里主要用到了顶点这个数据结构，下载原作者的源码可以找到这个头文件，
// 这里运行可能会报错找不到vector3、matrix3x3、matrix4x4以及作者的ogldev_util头文件（作者源代码内有提供，后面会加入），暂时先将报错的都注释掉即可
GLuint VBO;
/**
* 渲染回调函数
*/
static void RenderScenceCB(){
// 清空颜色缓存
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
// 开启顶点属性
glEnableV ertexAttribArray(0);
// 绑定GL_ARRAY_BUFFER缓冲器
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
// 告诉管线怎样解析bufer中的数据
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, 0);
// 开始绘制几何图形(绘制一个点)
glDrawArrays(GL_POINTS, 0, 1);
// 禁用顶点数据
glDisableVertexAttribArray(0);
// 交换前后缓存
glutSwapBuffers();
}
/**
* 创建顶点缓冲器
*/
static void CreateVertexBuffer()
{
// 创建含有一个顶点的顶点数组
V ector3f Vertices[1];
// 将点置于屏幕中央
V ertices[0] = Vector3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);
// 创建缓冲器
glGenBuffers(1, &VBO);
// 绑定GL_ARRAY_BUFFER缓冲器
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
// 绑定顶点数据
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(Vertices), Vertices, GL_STA TIC_DRAW); }
/**
* 主函数
*/
int main(int argc, char ** argv) {
// 初始化GLUT
glutInit(&argc, argv);
// 显示模式：双缓冲、RGBA
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA);
// 窗口设置
glutInitWindowSize(480, 320); // 窗口尺寸
glutInitWindowPosition(100, 100); // 窗口位置
glutCreateWindow("Tutorial 02"); // 窗口标题
// 开始渲染
glutDisplayFunc(RenderScenceCB);
// 检查GLEW是否就绪，必须要在GLUT初始化之后！
GLenum res = glewInit();
if (res != GLEW_OK) {
fprintf(stderr, "Error: '%s'\n", glewGetErrorString(res));
return 1;
}
// 缓存清空后的颜色值
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
// 创建顶点缓冲器
CreateVertexBuffer();
// 通知开始GLUT的内部循环
glutMainLoop();
return 0;
}
三第一个三角形
背景
这篇教程非常简短，我们只是扩展前一个教程来渲染一个三角形。

这篇教程中我们依然使用那个单位化的盒子模型。

可见的点必须在这个盒子内，这样他们将可以通过视窗的变换映射到窗口中可见的坐标上。

当俯视Z坐标轴的负方向时这个单位化盒子看上去如下图：
点(-1.0, -1.0)映射到盒子的左下角，（-1.0，1.0）映射到左上角等等。

如果将三角形的顶点往盒子外扩展移到盒子外，这个三角形将会被裁剪，只能看到三角形的一部分。

源代码详解：
(1)
Vector3f Vertices[3];
Vertices[0] = Vector3f(-1.0f, -1.0f, 0.0f);
Vertices[1] = Vector3f(1.0f, -1.0f, 0.0f);
Vertices[2] = Vector3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
这我们扩展上个教程中的顶点数组使其包含三个顶点；
(2)glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
在绘制函数中有两个变化：画三角形而不是点，画三个顶点而不是一个。

示例Demo
#include <stdio.h>
#include <GL/glew.h> // GLEW扩展库
#include <GLUT/freeglut.h> // freeGLUT图形库
#include "ogldev_math_3d.h" // 用于OpenGL的3d数学库
GLuint VBO;
/**
* 渲染回调函数
*/
static void RenderScenceCB(){
// 清空颜色缓存
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
// 开启顶点属性
glEnableV ertexAttribArray(0);
// 绑定GL_ARRAY_BUFFER缓冲器
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
// 告诉管线怎样解析bufer中的数据
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, 0);
// 开始绘制几何图形(绘制一个三角形，三个顶点)
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
// 禁用顶点数据
glDisableVertexAttribArray(0);
// 交换前后缓存
glutSwapBuffers();
glFlush();
}
/**
* 创建顶点缓冲器
*/
static void CreateVertexBuffer()
{
// 创建含有3个顶点的顶点数组
V ector3f Vertices[3];
// 三角形的三个顶点位置
V ertices[0] = Vector3f(-1.0f, -1.0f, 0.0f);
V ertices[1] = Vector3f(1.0f, -1.0f, 0.0f);
V ertices[2] = Vector3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
// 创建缓冲器
glGenBuffers(1, &VBO);
// 绑定GL_ARRAY_BUFFER缓冲器
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
// 绑定顶点数据
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(Vertices), Vertices, GL_STATIC_DRAW); }
/**
* 主函数
*/
int main(int argc, char ** argv) {
// 初始化GLUT
glutInit(&argc, argv);
// 显示模式：双缓冲、RGBA
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA);
// 窗口设置
glutInitWindowSize(480, 320); // 窗口尺寸
glutInitWindowPosition(100, 100); // 窗口位置
glutCreateWindow("Tutorial 03"); // 窗口标题
// 开始渲染
glutDisplayFunc(RenderScenceCB);
// 缓存清空后的颜色值
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
// 检查GLEW是否就绪，必须要在GLUT初始化之后！
GLenum res = glewInit();
if (res != GLEW_OK) {
fprintf(stderr, "Error: '%s'\n", glewGetErrorString(res));
return 1;
}
// 创建顶点缓冲器
CreateVertexBuffer();
// 通知开始GLUT的内部循环
glutMainLoop();
return 0;
}
四着色器
背景：
从这篇教程开始，我们将使用shader着色器来实现每一个效果和技术点。

着色器是目前做3D图形最流行的方式。

在某种程度上我们可以说这是一个“退步”吧，或者说技术实现上的一个回退，因为本来多数固定功能管线提供的那些3D功能（开发者只需要定义配置参数即可实现的功能函数）现在开发者必须自己通过shader着色器来实现，然而同时，这个可编程性也使我们的开发更加灵活和具有创新性。

PS：理解这篇文章的介绍，对OpenGL的渲染管线整个流程就很清晰了！
OpenGL的可编程管线可以通过下面的图示来表示：
顶点处理器—>几何处理器—>裁剪器—>光栅器（片段处理器）
Vertex Processor顶点处理器阶段负责执行处理经过管线的每一个顶点的vertex shader顶点着色代码（顶点的数量取决于draw call的参数）。

顶点着色器还并不知道渲染的图元的topology 拓扑结构是怎样的。

另外你不可以在顶点着色处理器阶段删除丢弃顶点。

每个顶点有且只有一次经过顶点处理器，经过变换后继续进入管线的下一步。

下一个阶段是Geometry Processor几何处理器阶段。

在这个阶段，图元的完整数据（比如：所有的顶点数据）和相邻顶点的数据全部都提供给shader着色器，这样可以使其必须考虑除了顶点本身的其他的一些额外的更全面完整的信息。

几何处理器还可以将输出的图形拓扑结构转换成在draw call中选择的另一种结构。

比如：你可以提供一系列的点来产生由两个三角形所构成的图形（像四边形），也就是顶点链接成三角形图元，两个三角形图元可以构成四边形（一种叫做billboarding公告板技术的技术）。

另外，你也可以直接给几何着色器提供多个顶点然后根据你选择的输出拓扑结构产生多种图元。

在管线的下一个阶段就要开始clip裁剪工作了。

这是一个固定功能单元的很明确的一个任务：像前面教程中一样它将所有图元裁剪到那个单位化的盒子模型内，它另外还会将图元裁剪在Z轴的远近平面范围内（也就是说太远或太近都不显示）。

同时也提供用户自定义的裁
剪平面进行自定义的裁剪。

经过裁剪后保留下来的顶点现在会被映射到屏幕空间坐标系上，光栅器将会根据他们的拓扑结构把他们渲染到屏幕上。

举个例子：对于三角形的裁剪就是发现三角形内部所有可见的点，对每个点rasterizer光栅器都会触发fragment processor片段处理器，现在你可以对每个片段像素定义颜色，颜色可以从一张材质上取或者使用其他取色技术方式。

上面这三个可编程阶段（vertex processor顶点处理、geometry processor几何处理和fragment processor片段处理）都是可选的而不是必须的。

如果你不在这几个处理器上绑定你自己的shaer着色器，那么就会执行一些默认的函数功能，也就是备胎着色器。

Shader着色器的使用跟C/C++程序的创建过程类似。

首先你要写一个shader着色器文本并使其在你的程序中有效可用，这个过程可以通过依次简单的引用这些源码脚本或者从外部文件中加载，注意都是以字符串数组的形式。

然后一个个的编译这些shader文本成shader对象。

然后你就可以将这些shader着色器连接到单个程序中并加载到GPU中。

链接这些shader 可以使驱动器能够有机会精减这些shader并根据他们的关系优化他们。

例如：可能一个顶点着色器发出的法向量在相应的片段着色器阶段中被忽视，这样驱动中的GLSL编译器就会移除着色器中与这个法向量相关的函数功能从而更快的执行这个顶点着色器。

如果之后那个着色器又匹配了需要用到那个法向量的片段着色器，然后连接到其他程序后会产生一个不同的顶点着色器。

源代码详解
(1)GLuint ShaderProgram = glCreateProgram();
我们通过创建程序对象来建立shader着色器程序。

我们将把所有的着色器连接到这个对象上。

(2)GLuint ShaderObj = glCreateShader(ShaderType);
使用上面的函数创建两个shader着色器对象。

其中一个使用的ShaderType为GL_VERTEX_SHADER，另一个的类型为GL_FRAGMENT_SHADER。

这两个着色器对象的shader脚本源定义和他们的编译方式是一样的。

(3)
const GLchar* p[1];
p[0] = pShaderText;
GLint Lengths[1];
Lengths[0]= strlen(pShaderText);
glShaderSource(ShaderObj, 1, p, Lengths);
在编译shader对象之前我们必须先定义它的代码源。

函数glShaderSource以shader对象为参数，使你可以灵活的定义代码来源。

shader源代码（也就是我们所常说的shader脚本）可以由多个字符串数组排布组合而成，你需要提供一个指针数组来对应指向这些字符窜数组，同时要提供一个整型数组来对应表示每个数组的长度。

为了简单，我们这里只使用一个字符串数组来保存所有的shader源代码，并且分别用数组的一个元素来分别指向这个字符串数组和表示数组的长度。

第二个参数表示的是这两个数组的元素个数（我们的例子中则只有1个）。

(4)glCompileShader(ShaderObj);
编译shader对象是非常简单的，只要一句话即可。

(5)GLint success;
glGetShaderiv(ShaderObj, GL_COMPILE_STATUS, &success);
if (!success) {
GLchar InfoLog[1024];
glGetShaderInfoLog(ShaderObj, sizeof(InfoLog), NULL, InfoLog);
fprintf(stderr, "Error compiling shader type %d: '%s'\n", ShaderType, InfoLog);
}。

然而按照期望，你通常只能遇到很少的编译错误。

使用上面的代码块可以获得编译状态，并且可以打印编译器碰到的所有编译错误。

(6)glAttachShader(ShaderProgram, ShaderObj);
最后，我们将编译好的shader对象绑定在program object程序对象上。

这和定义一系列对象然后在makefile中连接类似。

由于这里没有makefile所以要通过编程来实现连接绑定。

只有绑定的对象才会加入到连接过程中。

(7)glLinkProgram(ShaderProgram);
编译好所有的shader对象并将他们绑定到程序中后我就可以连接他们了。

注意在完成程序的连接后你可以通过调用函数glDetachShader和glDeleteShader来清除每个中介shader对象。

OpenGL保存着由它产生的多数对象的引用计数，如果一个shader对象被创建后又被删除的话驱动程序也会同时清除掉它，但是如果他被绑定在程序上，只调用glDeleteShader函数只是会标记它等待删除，只有等你调用glDetachShader后它的引用计数才会被置零然后被移除掉。

(8)
glGetProgramiv(ShaderProgram, GL_LINK_STATUS, &Success);
if (Success == 0) {
glGetProgramInfoLog(ShaderProgram, sizeof(ErrorLog), NULL, ErrorLog);
fprintf(stderr, "Error linking shader program: '%s'\n", ErrorLog);
}
注意我们检查和程序相关的错误（比如link链接错误）和shader着色器相关的错误是不太一样的。

我们使用glGetProgramiv而不是glGetShaderiv，glGetProgramInfoLog而不是glGetShaderInfoLog。

(9)glValidateProgram(ShaderProgram);
你也许会问为什么我们在程序成功link后还要再验证它。

不同的地方是link错误的检查是和shader结合在一起的，而上面这句代码检查的是在当前的管线状态程序是否可以被执行。

在一个有大量shader和状态变化的应用中，最好在每次draw call之前都进行验证。

在我们这个简单的应用中我们只检查一次。

你也想只在开发的时候做这个检查，避免最终这个项目产品的开销。