OpenGL的GLSL提供对变量的修饰符控制，不同的修饰符有不同的作用；同时提供很多内置变量用于特定的用途，本主题就这两个方面提供一个例子：
1. flat修饰符的使用与效果
2.gl_FrontFacing内置逻辑变量的使用与效果
一、flat的使用与效果
- 最输出颜色上使用falt修饰
flat out vec4 color_light; // 最终输出颜色
1. 代码
#version 410 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;
uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 perspective;
// 定义材质：物体的三个颜色 + 镜面光的光泽度（镜面反光度）
struct materials{
vec3 k_a;
vec3 k_d;
vec3 k_s;
float shiness;
};
uniform materials material;
// 光照颜色
struct lights{
vec3 l_pos; // 光线位置（世界坐标）
vec3 l_a; // 环境光颜色（
vec3 l_d; // 漫反射颜色
vec3 l_s; // 镜面光颜色
};
uniform lights light;
flat out vec4 color_light; // 最终输出颜色
void main(){
// 1. 首先处理矩阵
mat4 mv = view * model; // 处理与位置有关的坐标变换
mat3 n_mv = mat3(vec3(mv[0]), vec3(mv[1]), vec3(mv[2])); //处理与位置无关的坐标变换（比如法向量）:去掉最后一列的位移
// 2. 变换法向量与顶点坐标，光线坐标
vec3 n = normalize(n_mv * aPos); // 变换后的法向量：我们采用球体的顶点作为初始法向量；
vec3 v_pos = vec3(mv * vec4(aPos,1.0)); // 变换后的顶点
vec3 v_light = vec3(view * vec4(light.l_pos, 1.0)); // 变换后灯光的位置(灯光不受物体变换影响，只受照相机影响)
// A.环境光
vec3 a_out = material.k_a * light.l_a;
// B.漫反射光
// B1. 计算灯光方向
vec3 s = normalize(vec3(v_light - v_pos));
// B2. 计算漫反射因子
float diff = max(dot(s, n),0.0); // 计算内积，并确保不为负数
vec3 d_out = material.k_d * light.l_d * diff; // 添加漫反射因子
// C.镜面光
// C1. 照相机视角方向
vec3 v = normalize(-v_pos); // 在照相机坐标，观察者就在原点，所以观察者向量就是原点-物体向量
// C2. 光想反正方向
vec3 r = reflect(s, n);
// C3. 计算镜面光因子
float specular = max(dot(r, v), 0.0);
// C4. 镜面光输出
vec3 s_out = material.k_s * light.l_s * pow(specular, material.shiness);
// 最终的颜色输出
vec3 color_out = a_out + d_out + s_out;
color_light = vec4(color_out, 1.0f);
gl_Position = perspective * view * model * vec4(aPos, 1.0);
}
2. 效果
flat的效果，块渲染，而不是插值渲染
二、gl_FrontFacing内置变量的双面渲染实现
1. 代码
- 其中使用了GLSL的函数封装，内部的渲染使用的法向量是顶点坐标法向量的反方向。
#version 410 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;
uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 perspective;
// 定义材质：物体的三个颜色 + 镜面光的光泽度（镜面反光度）
struct materials{
vec3 k_a;
vec3 k_d;
vec3 k_s;
float shiness;
};
uniform materials material;
// 光照颜色
struct lights{
vec3 l_pos; // 光线位置（世界坐标）
vec3 l_a; // 环境光颜色（
vec3 l_d; // 漫反射颜色
vec3 l_s; // 镜面光颜色
};
uniform lights light;
vec4 getColor(vec3 n, vec3 v_pos, vec3 v_light){
// A.环境光
vec3 a_out = material.k_a * light.l_a;
// B.漫反射光
// B1. 计算灯光方向
vec3 s = normalize(vec3(v_light - v_pos));
// B2. 计算漫反射因子
float diff = max(dot(s, n),0.0); // 计算内积，并确保不为负数
vec3 d_out = material.k_d * light.l_d * diff; // 添加漫反射因子
// C.镜面光
// C1. 照相机视角方向
vec3 v = normalize(-v_pos); // 在照相机坐标，观察者就在原点，所以观察者向量就是原点-物体向量
// C2. 光想反正方向
vec3 r = reflect(s, n);
// C3. 计算镜面光因子
float specular = max(dot(r, v), 0.0);
// C4. 镜面光输出
vec3 s_out = material.k_s * light.l_s * pow(specular, material.shiness);
// 最终的颜色输出
vec3 color_out = a_out + d_out + s_out;
return vec4(color_out, 1.0);
}
out vec4 front; // 最终输出颜色
flat out vec4 back;
void main(){
// 1. 首先处理矩阵
mat4 mv = view * model; // 处理与位置有关的坐标变换
mat3 n_mv = mat3(vec3(mv[0]), vec3(mv[1]), vec3(mv[2])); //处理与位置无关的坐标变换（比如法向量）:去掉最后一列的位移
// 2. 变换法向量与顶点坐标，光线坐标
vec3 n = normalize(n_mv * aPos); // 变换后的法向量：我们采用球体的顶点作为初始法向量；
vec3 v_pos = vec3(mv * vec4(aPos,1.0)); // 变换后的顶点
vec3 v_light = vec3(view * vec4(light.l_pos, 1.0)); // 变换后灯光的位置(灯光不受物体变换影响，只受照相机影响)
front = getColor(n, v_pos, v_light);
back = getColor(-n, v_pos, v_light);
gl_Position = perspective * view * model * vec4(aPos, 1.0);
}
2. 效果
双面渲染
- 双面渲染的问题是背面没有剔除，会产生渲染混乱的问题。
