主程序中有多个着色器程序

Multiple shader programs in main program

本文关键字：程序 主程序      更新时间：2023-10-16

我在OpenGL中使用着色器进行编程。我知道每个着色器程序只能具有每种类型的着色器之一;例如顶点、片段、几何体等。因此，这是我的担忧以及我的解决方案：

在任何游戏中，都会有纹理和光照、环境映射、阴影和各种时髦的功能;但这些都放在一个着色器程序中吗？还是它们分布在各种着色器程序中？我的猜测是第二个，所以如果我有：

`ShaderProgram *TextLightProgram;
   -> Compiles and links TextLight.vert
   -> Compiles and links TextLight.frag`
   -> Handles uniforms pertaining to said program
`ShaderProgram *SkyboxProgram;
   -> Compiles and links Skybox.vert
   -> Compiles and links Skybox.frag
   -> Handles uniforms pertaining to said program`

那么，这是否适用于我的主C++程序？两组(着色器程序(的着色器，每个着色器都做自己的事情。

因为我不想明显地将这些放在 main.cpp(我正在做这种 OOP 风格(我会有两个继承自抽象 GLAbbrev 类的类(不要问我为什么这么称呼它;我想不出另一个名字了！其中将有两个实现的类，因此：

`GLAbbrev -> abstract class for handling ShaderPrograms
 GLAbbrev_TextLight 
    -> Inherits from GLAbbrev
    -> Implements functions and has ShaderProgram *TextLightProgram`
 GLAbbrev_Skybox
    -> Inherits from GLAbbrev
    -> Implements functions and has ShaderProgram *Skybox`

因此，每个类处理一个着色器程序并相应地呈现结果。然后，在我的应用程序类中，我有一个指向GLAbbrev的指针向量，用于管理 GLAbbrevs。(这不是一个好主意;它真的应该由另一个类管理，但请耐心等待(

Application::init()
{
    glAbbrevs.push_back(new GLAbbrev_TextLight());
    glAbbrevs.push_back(new GLAbbrev_Skybox());
}

然后我简单地将所有函数调用为一个，例如：

Application::render()
{
    for (auto i : glAbbrevs)
        i.render();
}

以及更新等。关于glViewport和拥有相机，我认为在抽象类中已经实现这些是合乎逻辑的。因此，调整大小函数将在 GLAbbrev 中，并且该类也将具有指向Camera的受保护指针，因为我有多个版本的相机。因此，我可以在应用程序中声明 Camera 并将其传递给 glAbbrevs，例如：

for (auto i : glAbbrevs)
    i.setCamera(camera);

这可能是有问题的，但它现在会凑合着做。如您所见，这是我准备采用的一种设计方法，但不确定它是否是最有效的。其他图形程序员的意见是什么？着色器程序是否应该分布在各自的类中以执行一件事？或者应该有一个着色器程序，其顶点、碎片和几何着色器中包含所有代码;还是应该只有一个从 GLAbbrev 继承的类，但具有渲染所需输出所需的所有着色器程序？

如今，每个制作精良的游戏都使用多个着色器，每个着色器都有不同的目的和不同的实现。对于 exmaple，您可以为天空盒使用着色器，为树木使用另一个着色器，这效果很好，但它仍然不是最好的实现，在我们到达那里之前，我想澄清一下，使用这种方法有两种类型的着色器，一种绘制到屏幕(灯光等(和绘制到帧缓冲区(阴影贴图等(。

现在的完成方式是将阴影贴图和其他贴图

渲染到帧缓冲区(基本上是内存中的可编辑纹理(之后，有一个大的着色器来处理光照和添加阴影贴图等等，但问题是着色器变得非常大，因此开发人员创建自定义着色器阅读器。他们从文件中读取着色器，并在读取文件时找到自己的自定义关键字(例如，他们可以有诸如"import"或"#include"之类的关键字，更像是"#include"，它是一个预处理器。 并将它们替换为动作，因此可能有一个键"#include"，然后是一个文件，所以它将是"#include res/shaders/lights.fs"，然后他们将用 lights.fs 中的着色器代码替换该行， 当然，他们也会在 lights.fs 中检查关键字，所以在一天结束时，他们最终会得到一个由许多小着色器组成的大型着色器，并且使用这个大着色器，他们处理之前制作的所有帧缓冲区(这是通过简单地将它们作为 sampler2D 传入来完成的(以及所有的灯光和花哨的效果。

我建议在youtube上查看thebennybox，尤其是他的3D游戏引擎系列，它会对你有很大帮助，尽管前半部分是java，他后来切换到C ++，所有的C ++代码都可以在github上找到。

播放列表： https://www.youtube.com/playlist?list=PLEETnX-uPtBXP_B2yupUKlflXBznWIlL5

本尼盒：https://www.youtube.com/user/thebennybox/featured

Github：https://github.com/BennyQBD/3DEngineCpp

附言。调用 render 的更好方法是为呈现函数提供一个着色器参数，该参数被绑定，然后呈现，最后取消绑定。例如。

void render(Shader s) {
   shader.bind();
   this.mesh.render(); //Render here
   shader.unbind();
}

如果你是老派的，你可以用一个笨重的大着色器做所有事情，是的。然而，许多人更喜欢所谓的deferred渲染。这是一种策略，您可以通过该策略将最终帧划分为多个图层，然后以特定方式组合这些图层。在此处阅读更多相关信息。

我个人更喜欢延迟的方式，因为它提供了更简洁的方法，更少的意大利面条代码和干净的设计。

希望对您有所帮助！

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