OpenGL超级宝典（第7版）笔记8 几何着色器 清单3.9
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OpenGL超级宝典（第7版）笔记8 几何着色器 清单3.9几何着色器总结上一篇我们介绍了曲面细分的各个环节，包括细分曲面控制着色器TCS、细分曲面引擎、细分曲面评估着色器TES。这回我们将学习在光栅化之前最后一个可编程的着色器，结合着色器。并稍微说说基元装配、裁剪、光栅化有关的东西。
首先说说最简单的几何着色器编译：
geometry_shader = glCreateShader(GL_GEOMETRY_SHADER);glShaderSource(geometry_shader, 1, geometry_shader_source2, NULL);glCompileShader(geometry_shader);glGetShaderiv(geometry_shader, GL_COMPILE_STATUS, &shader_success);//检查编译是否成功if (!shader_success){glGetShaderInfoLog(geometry_shader, 512, NULL, infoLog);std::cout << "ERROR::SHADER::GEOMETRY_SHADER::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;}
和之前的各种着色器没什么不同，就是注意GL_GEOMETRY_SHADER，还有别忘了在连接着色器程序前把这个着色器attach上（glAttachShader();）
几何着色器
几何着色器可以改变基元的模式，例如输入到几何着色器的是很多的小三角形，而输出可以是很多的顶点，还例如输入是很多的顶点，输出可以在每个顶点位置处生成很多的小三角形。几何着色器十分的灵活（它甚至能在细分着色器之后再对三角形进行细分，见后方我们的试验）
几何着色器的运行十分特殊，它对每个输入基元运行一次，在运行时可以访问该基元所有的顶点信息，且在一次运行中可以通过EmitVertex();进行多次的顶点输出（等下你就会见到），例如清单3.9
清单3.9 我们的第一个几何着色器
#version 450 corelayout (triangles) in;layout (points,max_vertices=3) out;void main(void){int i;for(i=0;i<gl_in.length();i++){gl_Position=gl_in[i].gl_Position;EmitVertex();}}
首先layout (triangles) in;这里指的是我们几何着色器输入的基元是三角形，也就是说每个三角形运行一次，通过gl_in[]来读取当前基元的顶点数据（还记得之前细分着色器的gl_in吗，跟那个也不是同一个价格数组哦）。比如这里for循环中就依次读取三角形的三个顶点位置，然后赋值给gl_Position。（你在这里先不要管为什么要重复地对一个变量赋值，后面会说道）
layout (points,max_vertices=3) out;这里是指我们几何着色器的输出基元是点，且每次运行一次几何着色器，输出的最大的数量是3（输出点的数量）。
在顶点着色器中每运行一次会对gl_Position进行一次赋值，这样OpenGL就知道了该次运行的顶点位置，而几何着色器中你会看到多次对gl_Position进行赋值，但是OpenGL怎么知道哪个是顶点的位置值呢。关键在于EmitVertex();的调用，这里的EmitVertex();就是在结果中生成一个新的顶点，因为在EmitVertex();调用之前对gl_Position进行了赋值，这样新的顶点中就储存了这个信息。这样不断的对gl_Position赋值然后调用EmitVertex();就可以在几何着色器的一次运行中产生很多的顶点。
整体看这个几何着色器，它的功能就是把每个小三角形的线去掉，只留下顶点。
注意在startup();函数中设置glPointSize();，让点的大小稍微大一些，否则这些顶点显示的很小，容易看不见。（这里设置为glPointSize(5.0f);）
下图分别为未启用几何着色器和启用着色器的结果
既然能把输入的小三角形变成很多的点（你可以试试生成更多的顶点，比如max_vertices=4或max_vertices=6等等），那我们能让一个小三角形变成更多的小三角形呢？
于是有了下面的几何着色器：
#version 450 corelayout (triangles) in;layout (triangle_strip,max_vertices=4) out;void main(void){int i;for(i=0;i<gl_in.length();i++){gl_Position=gl_in[i].gl_Position;EmitVertex();}gl_Position=(gl_in[0].gl_Position+gl_in[1].gl_Position+gl_in[2].gl_Position)*0.33333;EmitVertex();}
layout (triangles) in;仍然输入的是小三角形，跟之前是一样的。
layout (triangle_strip,max_vertices=4) out;这里就变了，生成的基元是三角形条（就是一串三角形）输出的顶点数最大是4。这里我们是想在三角形的中心再加一个顶点，让三角形一分为三（见下图，红色为新顶点，蓝色为相比没有几何着色器新生成的线）。
与之对应的是上面的EmitVertex();也被调用了4次，因为一共有四个顶点要输出嘛~
结果如下（上为未启用几何着色器的结果，下为启用几何着色器的结果）
诶，你可能会说了，这和我们想的不一样啊，怎么三角形只分出了一部分，之前的蓝线好像还少一条，而且如果你的顶点顺序不同还可能出现更多的情况，如下图：
还可能是：
当然如果你很幸运，也可能直接得到我们预想的结果：
什么？难不成我们的结果还有要看天意？当然并不是，问题来源于我们的输出基元（triangle_strip）的特点，这个基元意思是我们输出的是三角形条带，但是OpenGL到底是怎么通过生成（EmitVertex();）的顶点来绘制三角形条带呢？甚至到底什么是三角形条带呢？
比如我给出一串顶点（按照标号顺序先后给出），OpenGL会按照顶点的顺序先后取临近的三个顶点绘制一个三角形，比如这里的顺序是先画红色三角形，然后蓝色，黄色，绿色，紫色，以此类推。
所以我们在看一下之前的问题：因为我们输出的是max_vertices=4，所以三角形条带中只会有两个三角形，所以会形成下面三种错误的情况（我这里是示意图，具体可以对应之前的运行结果）
但是我们为什么有时候能得到正确的结果呢？答案在于那一边并不是该三角形条带的边，而是另外三角形条带的边，例如下图（红色为1号条带。蓝色为2号，黄色为3号…）
你仔细观察可以发现，虽然只画了两个三角形，但是配合上周围的三角形条带还是能做到我们预想的效果，当然我还提供了另一个更稳妥的方法，那就是传出5个顶点，我们每个条带绘制3个三角形：
#version 450 corelayout (triangles) in;layout (triangle_strip,max_vertices=5) out;void main(void){int i;for(i=0;i<gl_in.length();i++){gl_Position=gl_in[i].gl_Position;EmitVertex();}gl_Position=(gl_in[0].gl_Position+gl_in[1].gl_Position+gl_in[2].gl_Position)*0.33333;EmitVertex();gl_Position=gl_in[0].gl_Position;EmitVertex();}
其实就是把第一个顶点重新再生成一次，当然大家自己想想为什么就可以必定生成我们想要的结果，这里我就不解释了（其实已经很明显了）
这样我们就在几何着色器下实现了类似于细分着色器的功能（虽然可能没有细分着色器高效），如果你还想看看更多的示例可以浏览：OpenGL学习脚印：几何着色器(geometry shader) 写的很不错，简单易懂，循序渐进。
总结
这一次介绍了几何着色器，它能改变基元的类型，非常灵活，大家一定要弄懂，下一篇我们说说基元装配、裁剪、光栅化，这一篇没有清单，但是我们还是要重视，因为下一篇的内容对之后的三维图形运行结果有很大的影响，让我们能更好的理解OpenGL是怎样把众多顶点转为图形，再转为一个个像素的！
我们下篇见~~
关于书籍的问题
如果你手中没有该书，我还是建议你购买一本，毕竟书本毕竟更加严谨专业，我这里难免遗漏一些细节，主要是提供实例，并做一个消化，将很混乱的流程为大家理清，但这笔记一定是通俗的，是对新手友好的（当然有时候你需要在某些方面自己努努力，比如后面出现的基本线性代数的内容，还有C语言或是c++的基础知识，虽然我可能也不太懂O(∩_∩)O，慢慢来吧）。
别被吓住
刚开始的时候很容易被OpenGL的巨长的函数和超级复杂的流程吓到，其实并没有那么可怕，只要对这样或那样的流程熟悉之后，一切都变得相当简单（当然如果你能提出一个更好的流程那就更好了，当我们把很多基础的工作做完，我们会不断的提出新问题新点子，用新的技术来实现它，最终完成OpenGL的学习）
虽然我也不知道后面将是怎样的道路，但至少努力学习是没错的。
我看过的相关内容
以下并不是全看完了，大部分看了15%就看不下去了，实在是没看懂。（本人没什么计算机编程基础，算是野生程序员吧，很多内容都不能标准表述，望见谅）
如果你对opengl的工作有了一定的了解，我一开始也是从这里开始的，但是仍然有很多的不懂的，最后至今为止，我杂糅了很多的网站内容包括LearnOpenGL、极客学院、哔哩哔哩的闫令琪计算机图形学、哔哩哔哩的傅老师的OpenGL课程、OpenGL编程指南"也称为红宝书"、OpenGL超级宝典"也称为蓝宝书"、当然还有很多的csdn文章O(∩_∩)O这就不介绍了，等用到是时候我在放链接吧O(∩_∩)O
这里面图形学比较易懂也很基础推荐可以作为开始（如果你是学OpenGL需要马上用，应该可以跳过，但是其中的内容很是很重要，这会让后面涉及变换透视的章节更加易懂，推荐大家看看），之后是蓝宝书或是极客学院翻译的教程比较推荐，这两个还是比较适合你我这样的新手的。
这里不推荐看的是红宝书，这本书我看了有点类似于字典那样的工具书，不太适合新手上手学，而且讲的也并不是很通俗易懂（可能是我的书版本比较老吧…）
加油
当然如果你对我有信心，我也会持续更新（虽然前路漫漫），跟大家一同进步（虽然很可能没人看(╥╯^╰╥)，无所谓了，当然如有错误还请大家指正∠(°ゝ°)，哪里不懂我会尽力解决，哪里说的不好也可以指出我会及时修改~）
我们下篇见~~
