OpenGL ES 着色语言基础

预处理器和指令

OpenGL ES 着色语言中配备的预处理器遵循大多标准 C++ 预处理器的约定，如下面的宏指令和条件测试：

#define#undef#if#ifdef#ifndef#else#elif#endif

OpenGL ES 着色语言中不支持含有参数的宏定义

除了 #error #pragma 还有重要的 #extension 指令，用于启用和设置扩展的行为。

设置某一个扩展的行为：#extension <扩展名> : <行为>

设置所有扩展的行为：#extension all : <行为>

可选择的扩展行为如下：

扩展行为	说明
require	表示扩展是必须的，所以预处理器在扩展不受支持时将抛出错误，如果指定 all 为这种行为，则始终抛出错误
enable	表示启用扩展，如果不支持，预处理器将抛出警告，否则就处理该扩展，如果指定 all 为这种行为，则始终抛出错误
warn	使用扩展时抛出警告，除非该扩展是另一个启用的扩展所必须的，如果指定 all ，那么使用任何扩展时都会抛出警告，即使扩展不被支持，也会抛出警告
disable	禁用扩展，若使用则抛出错误，如果指定 all（默认）则不启用任何扩展

由于硬件的限制，统一变量及插值器的存储空间是宝贵的，所以合理使用存储空间十分必要。在 OpenGL ES 3.0 中，为了更好的利用空间，采用打包规则将插值器和统一变量映射到物理存储空间中。

打包规则基于物理存储空间被组织为一个每个存储位置4列和1行的网格的概念，这里可以连系到矩阵的默认列优先存储。如下面的例子，可看出打包与未打包之间的区别。

uniform mat3 m;uniform float f[6];uniform vec3 v;

如下是未进行打包的统一变量存储

如下是进行了打包的统一变量存储

可见，使用打包后，节省了4个物理常量位置，需要注意的是，数组的元素必须跨越行边界进行存储，因为 GPU 通常是按照向量位置索引对常量存储进行索引，所以要使索引有效，需要数组元素跨越行边界。

虽然打包是对 OpenGL ES 语言使用者是透明的，但是打包会影响统一变量和插值器的计数方式，这就关系着着色器最终所需的运行存储空间，所以要编写可移植的着色器，这个所需的运行存储不应超过 OpenGL ES 3.0 所支持的最小存储空间。

在着色器中指定变量的计算精度，有助于着色器的运行并可以节约电量，但也可能因精度不够导致伪像。

精度关键字有：highp mediump lowp，分别表示高、中、低三个精度。

highp vec4 position;varying lowp vec4 color;mediump float pi;

另外可以指定变量类型的默认精度

precision highp float;precision mediump int;

顶点着色器中的默认精度是最高的 highp ，但是在片段着色器中 float 没有默认精度，需要自己指定。当然，指定的精度的表示范围在不同的硬件上可能是不同的。

编译器在编译着色器时，可能会对指令进行重排优化，这就意味着相同的输入参数及计算条件可能会得到两个不同的结果。如在使用 Alpha 混合绘制时，可能因为计算的输出位置精度不一致而导致伪像，即深度冲突（Z fighting）。

所以为了避免类似的情况，可以使用 invariant 关键字将输出变量声明为不可变，那么编译器将保证在相同计算和着色器输入条件下，输出结果是相同的。

invariant gl_Position;

另外，还可以指定所有变量的不可变性：#pragma STDGL invariant(all) ，但是这会导致性能下降。

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