總覽
假設(shè)你已經(jīng)編寫(xiě)好了一對(duì)shader，一個(gè)頂點(diǎn)shader和一個(gè)像素shader，那么你將如何在你編寫(xiě)的應(yīng)用程序中使用這兩個(gè)shader呢？這就是本章要解決的問(wèn)題。
與C語(yǔ)言類似，每個(gè)shader源文件都必須被獨(dú)立地編譯成類似于C編譯器生成的目標(biāo)文件，它們將被連接在一起來(lái)組成一個(gè)程序。
下圖為大家展示了，一對(duì)shader（一個(gè)頂點(diǎn)shader和一個(gè)像素shader）是如何經(jīng)過(guò)編譯、連接最后被應(yīng)用程序所使用的過(guò)程。
創(chuàng)建一個(gè)Shader
下圖像大家展示了編譯一個(gè)shader對(duì)象（類似與生成一個(gè)C語(yǔ)言目標(biāo)文件）的過(guò)程。
首先，我們來(lái)創(chuàng)建一個(gè)容納shader的容器，我們稱之為shader容器。我們使用glCreateShader函數(shù)來(lái)完成這個(gè)工作。glCreateShader的原型如下：
GLuint glCreateShader(GLenum shaderType);
這個(gè)函數(shù)只有一個(gè)參數(shù)，指定了shader容器所容納的shader的類型。其中GL_VERTEX_SHADER代表頂點(diǎn)shader，GL_FRAGMENT_SHADER代表像素shader。如果調(diào)用成功的話，函數(shù)將返回一個(gè)整形數(shù)作為shader容器的句柄。
接下來(lái)，我們要在創(chuàng)建好的shader容器中添加shader的源代碼。源代碼應(yīng)該以字符串?dāng)?shù)組的形式表示（如char* SourceCode[5]）。當(dāng)然，你也可以只用一個(gè)字符串來(lái)包含所有的源代碼。然后，存儲(chǔ)在字符串?dāng)?shù)組中的源代碼將作為glShaderSource函數(shù)的參數(shù)，被設(shè)置到shader容器中。glShaderSource函數(shù)的原型如下：
void glShaderSource(GLuint shader, int numOfStrings, const char **strings, int *lenOfStrings);
其中，shader是代表shader容器的句柄（由glCreateShader返回的整形數(shù)）；numOfStrings是包含源程序的字符串?dāng)?shù)組中字符串的個(gè)數(shù)；strings是包含源程序的字符串?dāng)?shù)組；lenOfStrings是一個(gè)數(shù)組，數(shù)組中的元素代表了strings相應(yīng)下標(biāo)的字符串的長(zhǎng)度，如果這個(gè)值被設(shè)置成NULL，則代表每個(gè)字符串是以NULL結(jié)尾的。
最后，我們使用glCompileShader函數(shù)來(lái)對(duì)shader容器中的源代碼進(jìn)行編譯。glCompileShader函數(shù)的原型如下：
void glCompileShader(GLuint shader);
其中，shader是代表shader容器的句柄。
創(chuàng)建一個(gè)程序
下圖為大家展示了如何將編譯后的shader連接成一個(gè)程序。
首先創(chuàng)建一個(gè)容納程序的容器，我們稱之為程序容器。我們可以通過(guò)glCreateProgram函數(shù)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)程序容器。glCreateProgram函數(shù)的原型如下：
GLuint glCreateProgram(void);
如果函數(shù)調(diào)用成功將返回一個(gè)整形數(shù)作為程序的句柄。
接下來(lái)，我們要將shader容器添加到程序中。這時(shí)的shader容器不一定需要被編譯，他們甚至不需要包含任何的代碼。我們要做的只是將shader容器添加到程序中。我們使用glAttachShader函數(shù)來(lái)為程序添加shader容器。glAttachShader函數(shù)的原型如下：
void glAttachShader(GLuint program, GLuint shader);
其中，program是程序容器的句柄；shader是你要添加的shader容器的句柄。如果你同時(shí)擁有了，頂點(diǎn)shader和像素shader，你們需要分別將他們各自的兩個(gè)shader容器添加的程序容器中。
最后，我們使用glLinkProgram來(lái)連接程序。glLinkProgram函數(shù)的原型如下：
void glLinkProgram(GLuint program);
其中，program是程序容器的句柄。在連接操作執(zhí)行以后，你可以任意修改shader的源代碼，對(duì)shader重新編譯不會(huì)影響整個(gè)程序，除非重新連接程序。
如前面的圖所示，在連接了程序以后，我們可以使用glUseProgram函數(shù)來(lái)加載并使用連接好的程序。glUseProgram函數(shù)原型如下：
void glUseProgram(GLuint prog);
其中，prog是你要使用的程序的句柄，你也可以將它設(shè)置為0來(lái)使用固定功能管線。如果程序已經(jīng)在使用的時(shí)候，對(duì)程序進(jìn)行重新編譯，編譯后的應(yīng)用程序會(huì)自動(dòng)替代以前的那個(gè)被調(diào)用，這時(shí)你不需要再次調(diào)用這個(gè)函數(shù)。
完整的源代碼
void setShaders()
{
char *vs; /* 頂點(diǎn)shader的源代碼 */
char *fs; /* 像素shader的源代碼 */
/* 創(chuàng)建shader容器 */
v = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
f = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
/* 從文件讀取源代碼 */
vs = textFileRead("toon.vert");
fs = textFileRead("toon.frag");
const char * vv = vs;
const char * ff = fs;
/* 給shader容器設(shè)置源代碼 */
glShaderSource(v, 1, &vv,NULL);
glShaderSource(f, 1, &ff,NULL);
free(vs);
free(fs);
/* 編譯shader */
glCompileShader(v);
glCompileShader(f);
/* 創(chuàng)建程序容器 */
p = glCreateProgram();
/* 為程序添加shader */
glAttachShader(p,v);
glAttachShader(p,f);
/* 連接并加載程序 */
glLinkProgram(p);
glUseProgram(p);
}
使用InfoLog
調(diào)試一個(gè)shader是非常困難的。shader的世界里沒(méi)有printf，你無(wú)法在控制臺(tái)中打印調(diào)試信息。但是你可以通過(guò)一些OpenGL提供的函數(shù)來(lái)獲取編譯和連接過(guò)程中的信息。
在shader的編譯階段，你可以使用下面的函數(shù)來(lái)查詢相關(guān)信息。
void glGetShaderiv(GLuint object, GLenum type, int *param);
其中，object是一個(gè)shader的句柄；type使用GL_COMPILE_STATUS；param是返回值，如果一切正常返回GL_TRUE代，否則返回GL_FALSE。
在連接階段，你可以使用下面的函數(shù)來(lái)查詢相關(guān)的信息。
void glGetProgramiv(GLuint object, GLenum type, int *param);
其中，object是一個(gè)程序的句柄；type是GL_LINK_STATUS；param是返回值，如果一切正常返回GL_TRUE代，否則返回GL_FALSE。
上面的兩個(gè)函數(shù)中的type參數(shù)還可以取其他的值來(lái)獲取其他的信息，具體內(nèi)容參見(jiàn)相關(guān)書(shū)籍。
當(dāng)錯(cuò)誤產(chǎn)生的時(shí)候，我們可以從InfoLog中獲得更多的信息。InfoLog中存儲(chǔ)了關(guān)于上一個(gè)操作執(zhí)行時(shí)的相關(guān)信息，比如編譯階段的警告和錯(cuò)誤，以及連接階段產(chǎn)生的問(wèn)題。不幸的是對(duì)于錯(cuò)誤信息沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以不同的硬件或驅(qū)動(dòng)程序?qū)⑻峁┎煌腻e(cuò)誤信息。
為了能夠獲得特定的shader或程序的InfoLog，我們可以調(diào)用下面的函數(shù)：
void glGetShaderInfoLog(GLuint object, int maxLen, int *len, char *log);
void glGetProgramInfoLog(GLuint object, int maxLen, int *len, char *log);
其中，object是一個(gè)shader的句柄或是一個(gè)程序的句柄；maxLen從InfoLog中獲得的最大字符數(shù)；len實(shí)際從InfoLog中返回的字符數(shù)；log就是log本身。
上面的兩個(gè)函數(shù)需要知道InfoLog的具體長(zhǎng)度，以便為保存返回信息的字符數(shù)組分配空間。我們可以通過(guò)下面的函數(shù)來(lái)得到InfoLog的實(shí)際長(zhǎng)度：
void glGetShaderiv(GLuint object, GLenum type, int *param);
void glGetProgramiv(GLuint object, GLenum type, int *param);
其中，其中，object是一個(gè)shader的句柄或是一個(gè)程序的句柄；type使用GL_INFO_LOG_LENGTH；param是返回值，返回了InfoLog的長(zhǎng)度。
清理
當(dāng)不再需要某個(gè)shader或某個(gè)程序的時(shí)候，需要對(duì)其進(jìn)行清理，以釋放資源。前面，提到過(guò)如何向一個(gè)程序中添加一個(gè)shader。我們也可調(diào)用下面的函數(shù)來(lái)將一個(gè)shader從一個(gè)程序中除掉：
void glDetachShader(GLuint program, GLuint shader);
其中，program包含shader的程序；shader是要被排除的shader。
我們可以使用下面的函數(shù)來(lái)刪除一個(gè)shader或一個(gè)程序：
void glDeleteShader(GLuint id);
void glDeleteProgram(GLuint id);
其中，id是要?jiǎng)h除的shader或程序的句柄。
如果，一個(gè)shader被刪除之前沒(méi)有從相應(yīng)的程序中排除，那么這個(gè)shader不會(huì)被實(shí)際刪除，而只是被標(biāo)記為被刪除；當(dāng)shader被從程序中排除的時(shí)候，才會(huì)被真正地刪除。