osg中运用Shader(osg初级篇2)

关于shader的概念，可以参见我的另一篇博客《opengl版本发展史及各种概念的厘清》，这里列举一个例子，用来实现一个特效，屏幕的左半部显示为红色。首先我们准备好两个shader程序:


static const char* gl3_VertexShader = {"#version 330 core\n""in vec4 osg_Vertex;\n""in vec4 osg_Color;\n""in vec4 osg_MultiTexCoord0;\n""uniform mat4 osg_ModelViewProjectionMatrix;\n""out vec2 texCoord;\n""out vec4 vertexColor;\n""void main(void)\n""{\n""    gl_Position = osg_ModelViewProjectionMatrix * osg_Vertex;\n""    texCoord = osg_MultiTexCoord0.xy;\n""    vertexColor = osg_Color; \n""}\n"
};static const char* gl3_FragmentShader = {"#version 330 core\n""uniform sampler2D baseTexture;\n""in vec2 texCoord;\n""in vec4 vertexColor;\n""out vec4 color;\n""void main(void)\n""{\n""    color = vertexColor * texture(baseTexture, texCoord);\n""}\n"
};

这两段代码是OSG提供的默认的shader功能，从stateset中摘抄过来的。为了实现屏幕的左半部显示为红色的特效，我们重新定义一个fragment shader


static const char* sh1 = {"#version 330 core\n""uniform sampler2D baseTexture;\n""in vec2 texCoord;\n""in vec4 vertexColor;\n""out vec4 color;\n""void main(void)\n""{\n""    color = vertexColor * texture(baseTexture, texCoord);\n""    if(texCoord.x < 0.5){\n""        color = vec4(1,0,0,1);\n""    }\n""}\n"
};

OSG中与shader相关的有两个类：osg::Program 和 osg::Shader. osg::shader与具体的顶点shader或fragment shader 相关，而Program类封装了shader的编译链接等工作。使用这两个类的方法特别简单

        /*set default shaders*/osg::ref_ptr<osg::Program> program = new osg::Program;program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::VERTEX, gl3_VertexShader));program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::FRAGMENT, sh1));stateset->setAttribute(program.get(), osg::StateAttribute::OVERRIDE | osg::StateAttribute::ON);stateset->setTextureAttributeAndModes(0, _texture2D, osg::StateAttribute::ON);stateset->setTextureAttributeAndModes(1, _depthTexture, osg::StateAttribute::ON);

上面的代码段使用了两种shader，vertex shader 与 fragment shader总是成对出现。stateset是某个node的状态集，我门对上篇博客《osg中实现HUD（OSG初级篇1）》的代码进行修改，验证本article的结论，完整代码如下：

static const char* gl3_VertexShader = {"#version 330 core\n""in vec4 osg_Vertex;\n""in vec4 osg_Color;\n""in vec4 osg_MultiTexCoord0;\n""uniform mat4 osg_ModelViewProjectionMatrix;\n""out vec2 texCoord;\n""out vec4 vertexColor;\n""void main(void)\n""{\n""    gl_Position = osg_ModelViewProjectionMatrix * osg_Vertex;\n""    texCoord = osg_MultiTexCoord0.xy;\n""    vertexColor = osg_Color; \n""}\n"
};static const char* gl3_FragmentShader = {"#version 330 core\n""uniform sampler2D baseTexture;\n""in vec2 texCoord;\n""in vec4 vertexColor;\n""out vec4 color;\n""void main(void)\n""{\n""    color = vertexColor * texture(baseTexture, texCoord);\n""}\n"
};static const char* sh1 = {"#version 330 core\n""uniform sampler2D baseTexture;\n""in vec2 texCoord;\n""in vec4 vertexColor;\n""out vec4 color;\n""void main(void)\n""{\n""    color = vertexColor * texture(baseTexture, texCoord);\n""    if(texCoord.x < 0.5){\n""        color = vec4(1,0,0,1);\n""    }\n""}\n"
};osg::Geometry* createQuad(int screen_width, int screen_heigh, float z) {osg::Geometry* polyGeom = new osg::Geometry();polyGeom->setSupportsDisplayList(false);osg::Vec3Array* vertices = new osg::Vec3Array;osg::Vec2Array* texcoords = new osg::Vec2Array;osg::Vec4Array* colors = new osg::Vec4Array;/*four vertex*/vertices->push_back(osg::Vec3d(0, 0, z));texcoords->push_back(osg::Vec2f(0, 0));vertices->push_back(osg::Vec3d(screen_width, 0, z));texcoords->push_back(osg::Vec2f(1, 0));vertices->push_back(osg::Vec3d(screen_width, screen_heigh, z));texcoords->push_back(osg::Vec2f(1, 1));vertices->push_back(osg::Vec3d(0, screen_heigh, z));texcoords->push_back(osg::Vec2f(0, 1));/*four vertex*/colors->push_back(osg::Vec4f(1.0,1.0,1.0,1.0));colors->setBinding(osg::Array::BIND_OVERALL);/*set vertex array and tex coord array*/polyGeom->setVertexArray(vertices);polyGeom->setTexCoordArray(0, texcoords);polyGeom->setColorArray(colors);polyGeom->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::TRIANGLE_FAN, 0, vertices->size()));return polyGeom;
}int
main(int argc, char** argv)
{// initialize a viewer:osgViewer::Viewer viewer;///*create effect*/viewer.setUpViewAcrossAllScreens();osgViewer::Viewer::Windows windows;viewer.getWindows(windows);int screen_width = windows[0]->getTraits()->width;int screen_heigh = windows[0]->getTraits()->height;osg::Camera* camera = new osg::Camera;camera->setName("Hud Camera");// set the projection matrixcamera->setProjectionMatrixAsOrtho2D(0, screen_width, 0, screen_heigh);camera->setViewport(0, 0, screen_width, screen_heigh);// set the view matrixcamera->setReferenceFrame(osg::Transform::ABSOLUTE_RF);camera->setViewMatrix(osg::Matrix::identity());camera->setClearColor(osg::Vec4(1, 0.5, 0.5, 0.5));/*create quad */osg::Geode* _geode = new osg::Geode();_geode->setName("GeodeOfHUD");osg::Geometry* polyGeom = createQuad(screen_width, screen_heigh, -100);polyGeom->setName("PolyGeomOfHUD_");_geode->addDrawable(polyGeom);osg::StateSet* stateset = _geode->getOrCreateStateSet();stateset->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF);/*set default shaders*/osg::ref_ptr<osg::Program> program = new osg::Program;program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::VERTEX, gl3_VertexShader));program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::FRAGMENT, sh1));stateset->setAttribute(program.get(), osg::StateAttribute::OVERRIDE | osg::StateAttribute::ON);camera->addChild(_geode);viewer.setSceneData(camera);int r = viewer.run();return r;
}

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