LearnOpenGL学习笔记（四）——着色器类编写

之前我们将着色器的代码用glsl写好之后，保存为字符串指针，然后用一个函数去编译它，这是一种手段，对于简单的着色器代码可以这样。但当我们针对复杂的着色器，我们发现编写、编译、管理着色器是一件麻烦事。我们用一个类将着色器的所有编译，链接，管理都放在一个文件里。再将着色器源码单独设置成.glsl文件用来，从文件流读取，不再放到c++编译器里了。这样主函数就比较简洁了。 我们建立一个类shader，将一切着色器的步骤都在这个类里封装了，这样我们在主函数实例化它，我们就直接可以使用着色器不用在意内部的具体情况（从文件流读取，编译，链接）。

因为我们是在.h文件里面实现的这些步骤，包括函数的具体实现我们都放到.h文件里了，所以我们还需要一些特殊处理

#ifndef SHADER_H 　//先测试x是否被宏定义过
#define SHADER_H //如果没有宏定义下面就宏定义x并编译下面的语句
#include <glad/glad.h>; // 包含glad来获取所有的必须OpenGL头文件
#include <string> 
#include <fstream> //file stream ，fstream是C++ STL中对文件操作的合集，包含了常用的所有文件操作。
#include <sstream> //字符串流，可以支持C风格的串流的输入输出操作。
#include <iostream> #endif 　　//如果已经定义了则编译#endif后面的语句

然后我们可以声明这个类的结构了:

class Shader { 
public: 
 // 程序ID 
 unsigned int ID; 

 // 构造器读取并构建着色器 
 Shader(const GLchar* vertexPath, const GLchar* fragmentPath); 
 // 使用/激活程序 
 void use(); 
 // uniform工具函数 
 void setBool(const std::string &name, bool value) const; 
 void setInt(const std::string &name, int value) const; 
 void setFloat(const std::string &name, float value) const; 
};

看着比较简单，接下来我们对函数的具体实现，分析，首先是最重要的构造函数，这一个函数里面，将一切编译链接都做完了。构造函数需要传入两个参数的文件地址（针对vs的.sln文件目录来说，我们把文件放到那里，就只需要一个名字就可以了），不用管第三个，那是一个几何地址，设为NULL。

Shader(const char* vertexPath, const char* fragmentPath, const char* geometryPath = nullptr) { // 1. 从文件路径中获取顶点/片段着色器 //声明一些对象，ifstream 的意思是 从硬盘到内存的文件流对象，这个用来存储我们的着色器源码，并且对其进行处理 std::string vertexCode; std::string fragmentCode; std::string geometryCode; std::ifstream vShaderFile; std::ifstream fShaderFile; std::ifstream gShaderFile; //保证ifstream对象可以抛出异常，防止错误读取，出现故障，即使停止。 vShaderFile.exceptions(std::ifstream::failbit | std::ifstream::badbit); fShaderFile.exceptions(std::ifstream::failbit | std::ifstream::badbit); gShaderFile.exceptions(std::ifstream::failbit | std::ifstream::badbit);  try { // 打开文件，这里输入文件地址。 vShaderFile.open(vertexPath); fShaderFile.open(fragmentPath); std::stringstream vShaderStream, fShaderStream;//声明两个读取流对象，用来临时存放数据 // 读取文件的缓冲内容到数据流中 vShaderStream << vShaderFile.rdbuf(); fShaderStream << fShaderFile.rdbuf(); // 关闭文件处理器 vShaderFile.close(); fShaderFile.close(); // 转换数据流到string stringvertexCode = vShaderStream.str(); fragmentCode = fShaderStream.str();  // if geometry shader path is present, also load a geometry shader//这一段不用管。 if (geometryPath != nullptr) { gShaderFile.open(geometryPath); std::stringstream gShaderStream; gShaderStream << gShaderFile.rdbuf(); gShaderFile.close(); geometryCode = gShaderStream.str(); } } //如果捕捉到异常，输出一些文字告诉程序员 catch (std::ifstream::failure e) { std::cout << "ERROR::SHADER::FILE_NOT_SUCCESFULLY_READ" << std::endl; } //声明两个字符串数组指针，用来存放从上面读下来的源码，用于接下来的编译 const char* vShaderCode = vertexCode.c_str(); const char * fShaderCode = fragmentCode.c_str(); //下面的就是编译，链接，删除，这都是类似的了。 // 2. compile shaders unsigned int vertex, fragment; // vertex shader vertex = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER); glShaderSource(vertex, 1, &vShaderCode, NULL); glCompileShader(vertex); checkCompileErrors(vertex, "VERTEX"); // fragment Shader fragment = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER); glShaderSource(fragment, 1, &fShaderCode, NULL); glCompileShader(fragment); checkCompileErrors(fragment, "FRAGMENT"); // if geometry shader is given, compile geometry shader unsigned int geometry; if (geometryPath != nullptr) { const char * gShaderCode = geometryCode.c_str(); geometry = glCreateShader(GL_GEOMETRY_SHADER); glShaderSource(geometry, 1, &gShaderCode, NULL); glCompileShader(geometry); checkCompileErrors(geometry, "GEOMETRY"); } // shader Program ID = glCreateProgram(); glAttachShader(ID, vertex); glAttachShader(ID, fragment); if (geometryPath != nullptr) glAttachShader(ID, geometry); glLinkProgram(ID); checkCompileErrors(ID, "PROGRAM"); // delete the shaders as they're linked into our program now and no longer necessery glDeleteShader(vertex); glDeleteShader(fragment); //不管这个 if (geometryPath != nullptr) glDeleteShader(geometry); } 

好了，现在我们已经成功创造出来了这个类的构造函数，接下来我们设计一下几个公有函数就好了，它们都很简单。 激活程序：

void use() { 
glUseProgram(ID); 
}

// uniform工具函数：

void setBool(const std::string &name, bool value) const { glUniform1i(glGetUniformLocation(ID, name.c_str()), (int)value); }
void setInt(const std::string &name, int value) const {
 glUniform1i(glGetUniformLocation(ID, name.c_str()), value); }

void setFloat(const std::string &name, float value) const { glUniform1f(glGetUniformLocation(ID, name.c_str()), value); } 好了，这样我们就解决了所有的问题，它让我们的使用变得非常简单易。  

Shader ourShader("path/to/shaders/shader.vs", "path/to/shaders/shader.fs"); 

... while(...) { 

ourShader.use(); 

ourShader.setFloat("someUniform", 1.0f); DrawStuff(); 

}