3.js - 顶点着色器、片元着色器的联系

1、定义与功能

顶点着色器

	顶点着色器，是图形渲染管线中的第一个可编程阶段，它的主要任务是，处理从CPU发送到GPU的顶点数据，包括：1、顶点位置的变换（如：模型空间 -> 世界空间 -> 视图控件 -> 投影空间的转换）2、光照计算3、传递数据到后续的渲染阶段(`传递数据到片元着色器`)

片元着色器

片元着色器，是图形渲染管线中处理像素级渲染的阶段，它接收由`顶点着色器插值得到的片元`（即：屏幕上的像素或像素的候选者），并生成最终的颜色和其他与像素相关的数据

2、顶点/片元之间的数据传递

1、顶点数据传递：顶点着色器处理完顶点数据后，会将结果（包括位置、颜色、纹理坐标等）传递给片元着色器，这通常是通过 `varying` 变量来实现的，这些变量，在光栅化阶段被线性插值，以生成每个片元对应的值2、光照与纹理：在某些情况下，顶点着色器会执行初步的光照计算，并将结果作为输入，传递给片元着色器，片元着色器则负责执行更详细的光照计算，如：计算每个像素上的光照强度和颜色，同时，片元着色器还负责纹理映射，即：从纹理中读取颜色信息，并应用到相应的像素上

3、渲染流程

	在渲染流程中，顶点着色器首先处理顶点数据，然后将处理后的数据传递给光栅化器，光栅化器将顶点数据转换为片元数据，并将这些数据，以及顶点着色器输出的varying变量，传递给片元着色器，最后，片元着色器处理这些数据，生成最终的颜色值，并将其写入帧缓冲区以供显示

4、关系总结

依赖关系：1、片元着色器，依赖于，顶点着色器的输出数据，来进行进一步的计算和处理，没有顶点着色器提供的顶点数据、varying变量插值结果，片元着色器就无法正常工作。2、顶点着色器和片元着色器共同协作，完成了从顶点数据到像素颜色的整个渲染过程。

码子

vertex.glsl 顶点着色器

`precision关键字：指定后续声明的浮点数类型的精度，在图形渲染中，特别是使用GPU进行渲染时，浮点数的精度可以根据需要进行调整，以平衡渲染质量和性能，precision lowp float;   // 后续，所有浮点数的精度，为lowp（低精度：-2^8 - 2^8）precision lowp mediump; // 后续，所有浮点数的精度，为mediump（中精度：-2^10 - 2^10）precision lowp highp;   // 后续，所有浮点数的精度，为highp（高精度：-2^16 - 2^16）`
precision lowp float;`attribute：在顶点着色器中声明变量（在较新的GLSL版本中，attribute已经被in关键字所取代）vec3：一个数据类型，代表一个三维向量 `
attribute vec3 position;uniform mat4 modelMatrix;  `modelMatrix模型矩阵：用于将顶点，从模型空间 -> 世界空间`
uniform mat4 viewMatrix;  `viewMatrix视图矩阵：用于将顶点，从世界空间 -> 观察空间`
uniform mat4 projectionMatrix;  `projectionMatrix投影矩阵：用于将顶点，从观察空间 -> 裁剪空间，并最终映射到屏幕坐标上`attribute vec2 uv; `uv：每个顶点的纹理坐标（u, v）`
varying vec2 vUv; `vUv：传递给片段着色器的纹理坐标`// 获取时间
uniform float uTime; `uTime：一个统一变量，用于传递时间信息，可以用于动画效果`varying float vElevation;void main() {`将输入的纹理坐标传递给片段着色器`vUv = uv;`用于，将顶点的位置，从模型空间 -> 世界空间`vec4 modelPosition = modelMatrix*vec4(position, 1.0);`顶点着色器，处理的每个顶点都有一个位置(position)，这个位置是一个三维向量(vec3)，包含x、y、z三个坐标`// modelPosition.x += 1.0;// modelPosition.z += 1.0;// modelPosition.z += modelPosition.x;` 1、通过，正弦函数，动态地调整顶点的z坐标，创建了一种基于时间和顶点位置的波动效果基于顶点x坐标和时间的正弦波值，并将其幅度缩放为原始值的5%，意味着，随着uTime（时间）的增加，顶点的z坐标，将根据其在x轴上的位置以正弦波的形式变化。2、sin((modelPosition.x + uTime) * 10.0)，为什么乘以10呢？因为，正弦函数sin的周期是2π，意味着，它完成一个完整的波形（从0到1，再到0）需要2π个单位但是，对(modelPosition.x + uTime)乘以10之后，实际上，是在对，正弦函数sin的周期，进行缩放，使得原本需要2π单位才能完成的波形，现在只需要(2π / 10) = 0.2π单位，就能完成一次完整的周期，所以，乘以10.0，意味着，波形在相同的空间或时间范围内，完成了更多的周期，从而增加了波形的频率 `modelPosition.z = sin((modelPosition.x+uTime)*10.0)*0.05;modelPosition.z += sin((modelPosition.y+uTime)*10.0)*0.05;vElevation = modelPosition.z; `将调整后的z值传递给片段着色器``计算顶点在裁剪空间中的位置`gl_Position = projectionMatrix*viewMatrix*modelPosition;
}