如何编写可重用的 glsl 代码？答案

【问题标题】：How to write reusable glsl code?如何编写可重用的 glsl 代码？
【发布时间】：2012-11-11 21:09:12
【问题描述】：

我的着色器经常共享许多相同的功能。例如漫反射/镜面光照的计算。我想写一次，然后在不同的着色器中重用代码。

Glsl 不了解文件，也不支持类似 c 的 #include 预处理器指令。

我知道 glsl 支持从多个 cstrings 编译源代码，但是你怎么知道要包含哪些 cstrings？您是否实现了自己的包含版本？还是为每个着色器创建某种元文件？

【问题讨论】：

对我来说 GLSL 有点太低级了，以至于实际上不可能将它用于复杂的情况（例如：PBR albedo 通道可能是程序、2D 纹理、没有代码生成器的平面颜色或其他东西），但替代解决方案通常过于高级和侵入性，也不能完全符合我的目的。我最终用一个简单的预处理器编写了自己的 GLSL 小扩展。我曾经使用 Lua 作为“元语言”，但在我花时间编写自己的小简单解析器之前，它从未如此精简。
如果你像我一样，有点控制狂，IMO 就是这样。您可以为自己预处理的 GLSL 语言添加一些扩展。我添加的第一个扩展是channel 关键字。它们允许我们做类似channel4 albedo; 这样的事情，这意味着它应该出现在用户界面中，此时艺术家可以选择是否用单个纹理、复合纹理堆栈、程序、平面颜色来表示反照率，等等。然后根据艺术家的选择动态生成 GLSL 代码。
关于代码生成的最棘手的事情之一是，至少以我的方式，扩展需要能够生成代码，不仅在 main 之外，而且在它内部.例如，如果反照率是由一堆纹理定义的，它们可能都有自己的 UV 纹理坐标，需要在垂直着色器中插值并在片段着色器中访问。因此，代码生成必须不仅能够在main 之外生成/添加代码，而且还必须能够在内部生成/添加代码。不过，这对我来说是唯一真正棘手的部分。

标签： include preprocessor glsl code-reuse

【解决方案1】：

在大型项目中，着色器通常在首次运行（或更改图形选项时）组装，因此它们将包含所有供应商特定的功能，并针对用户机器和设置进行了优化。不仅是着色器，还有渲染管线的某些阶段。
您可以将 GLSL 视为 PHP 脚本为响应请求而吐出的 HTML\CSS\JavaSript 代码。并且您可以在循环中使用与 tampleting、代码注入（例如纹理查找量）相同的技术。这对图形设计师也有好处，因为他们可以通过参数化对着色器源进行简单控制 - 支票簿、输入字段等，它可以为特殊情况生成独特的着色器。

【讨论】：

【解决方案2】：

我有一个基于http://blackpixel.com/blog/494/xcode-using-includes-in-opengl-shaders/ [404 now] 的自定义解决方案。基本上它说您可以使用m4 工具来预处理文件。

在 GLSL 源文件中只包含您想要重用的所需片段：

include(Utils.glsl)
include(Colors.glsl)

...

void main (void) {
    ...
}

在 Xcode 中，将所有 glsl 文件添加到“Copy Bundle Resources”。

使用此 shell 脚本添加“运行脚本”阶段：

#!/bin/sh

cd ${BUILT_PRODUCTS_DIR}/${WRAPPER_NAME}
find . -name "*.fsh" | while read file; do
    echo Preprocess $file
    m4 "$file" > "$file.tmp"
    mv "$file.tmp" "$file"
done

exit 0

脚本假定您的着色器具有.fsh 扩展名。修改它以匹配您的着色器扩展很简单。

请注意：几乎任何人都可以轻松访问您的着色器。您可以将其用于开发并在释放它们之前将它们转换为字符串（除非您对其进行加密，否则不是真正的保护......）。

此外，如果着色器之间没有太多共享，您最终会得到很多未使用的代码。我猜着色器编译器会处理它，但我不能 100% 确定是否存在一些性能损失。

【讨论】：