使用 OpenGL ES 为图形引擎编写动态着色器管道

Question

我不确定这是否是正确的术语，但我相信我正在尝试做的是为 OpenGL ES 2.0 上的 GLSL 着色器编写一个“管道”。这个想法是，如果你愿意，这将是一个方便的组件，它将进入我引擎的图形管道。我的目标平台是安卓。我想对我背后的设计方法提出一些批评。简而言之，我似乎面临着要么创建一个动态处理管道，我只能简单地指定一些设置并为其添加值，要么自动化程度最低，但仍然保持相对较低的水平写了多少代码，以及代码在做什么。

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到目前为止，我的设计方法如下：

• 着色器文件存储在 assets 文件夹中
• Java 充当前端，获取所有着色器文件，并将每个文件存储在一个 Shader 对象中，该对象包含有关着色器类型和原始着色器源的信息。
• Java 然后将这些自定义着色器对象数组中的着色器数据发送到 C++（即，不是 OpenGL 着色器对象 - 尚未），然后由 JNI 解析。
• 之后，JNI 将通过 Java 获得的着色器源发送到 ShaderHandler 类单例，该类为每种类型的着色器（一个用于顶点、一个用于片段、一个用于纹理等）保存一个多维 std::vector< std::vector< GLuint > >。
  • ShaderHandler 类将着色器对象编译和链接到可编程接口中，一旦完成，它将通过将其功能扩展到充当 ShaderVariable 处理程序的组件类来引导大部分繁重的工作，方法是将值分配给它们是动态的。例如，once 可以简单地指定一个值/向量/矩阵/whatever 和要修改的索引数量，并将其传递给 ShaderVariable 处理程序。一旦 SVH 获得，它就会将其存储在 std::map 中，使用变量的名称作为其标识符。
• 当提示时，这些 SVH 对象（存储在位于 ShaderHandler 类中的向量中）本质上是动态绑定其 std::map 中存在的任何值的属性和统一。

分配的一些内存是通过指针完成的，但不可否认，其中大部分是由堆栈组成的。我想知道我是否应该为此考虑更多的动态内存分配，因为在 Android 手机上，我认为堆栈溢出可能非常非常容易实现，对于具有良好图形等的雄心勃勃的游戏来说，这种方法是非常非常容易实现的。

想法？

Answer 1

好的，所以我做了一些非常与我工作的图形引擎类似的事情。主要区别是我在 C++ 端做所有事情，而在 Java 端什么都不做（不是一件事），这消除了 JNI 障碍。

另外，我抽象了一些东西，就像我对 OpenGL 和 DX9 做的一样。

一些提示：

• 顶点和片段着色器是链接到着色器“程序”的单独文件。按文件夹指定程序，然后在文件夹中搜索“gles2.vert”和“gles2.frag”。以后搜索“gles3.vert”/“gles3.frag”或“dx11.vert”/“dx11.frag”等。
• 在您的源代码中嵌入了“默认”着色器。这允许您用默认值替换丢失的顶点/片段着色器。你不会相信顶点着色器是默认着色器的次数
• 在链接之前，绑定属性位置。有一个预定义的属性名称/类型列表。着色器不使用属性也没关系。
• 链接后，获取统一位置并将它们存储在您的 SVH 中。 std::map 将允许您指定一个不区分大小写的 Functor。此外，在运行时很容易推导出统一类型，以便在设置值时进行简单的类型检查。
• 另外，在链接后使用 glUniform1i 设置采样器位置。这是为了使texN[0..N] 制服指向正确的采样器。
• SVH 将具有默认值，或者您需要一个标志来确定用户是否设置了值。
• 为程序保留一个状态。该程序可能有一个 std::map，但您需要有一个用户状态用于用户设置制服。这种状态使您可以使用具有不同统一值的相同着色器程序。用户状态不需要统一位置，因为它们将由程序 svh 映射解决。这让您无需绘制调用即可聚合统一值。

绘图

• 显式绑定和取消绑定采样器，不要自动执行。很高兴能够在 sampler[1] 上加载 color_lut 并运行 sampler[0] 作为多个不同调用的纹理。
• 在绑定程序之后，但在绘制之前，使用程序状态中的位置从用户状态解析和设置制服。

保持着色器程序、采样器和几何体彼此不知道。这种不可知的方法可以让您执行一些很酷的效果，例如我之前提到的 color_lut 着色器可以工作，因为几何体没有明确设置着色器并且不会消除采样器状态。这是一个可堆叠的材料系统。

我执行了一项检查，即在绑定着色器程序之前查看是否设置了 sampler0，如果是（并且没有明确设置着色器），那么我将设置一个默认纹理着色器。如果不存在纹理（并且如果设置为默认纹理着色器），我将回退到一个简单的颜色着色器。如果着色器程序不是 [null, defaultTex] 那么我不会搞砸它。

不要害怕提出任何其他问题。