OpenGL 着色器类的源码

编写、编译、管理着色器是件麻烦事。在着色器主题的最后，我们会写一个类来让我们的生活轻松一点，它可以从硬盘读取着色器，然后编译并链接它们，并对它们进行错误检测，这就变得很好用了。这也会让你了解该如何封装目前所学的知识到一个抽象对象中。

我们会把着色器类全部放在在头文件里，主要是为了学习用途，当然也方便移植。

我们使用C++文件流读取着色器内容，储存到几个string对象里

下一步，我们需要编译和链接着色器。注意，我们也将检查编译/链接是否失败，如果失败则打印编译时错误，调试的时候这些错误输出会及其重要（你总会需要这些错误日志的）

#ifndef SHADER_H
#define SHADER_H

#include <glad/glad.h>
#include <string>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <iostream>

class Shader
{
public:
    unsigned int ID; // 着色器程序的ID

    // 构造函数，接受顶点和片段着色器的文件路径，生成着色器程序
    Shader(const char* vertexPath, const char* fragmentPath)
    {
        // 1. 从文件路径中读取顶点/片段着色器的源代码
        std::string vertexCode;
        std::string fragmentCode;
        std::ifstream vShaderFile;
        std::ifstream fShaderFile;

        // 确保 ifstream 对象可以抛出异常：
        vShaderFile.exceptions (std::ifstream::failbit | std::ifstream::badbit);
        fShaderFile.exceptions (std::ifstream::failbit | std::ifstream::badbit);
        try 
        {
            // 打开文件
            vShaderFile.open(vertexPath);
            fShaderFile.open(fragmentPath);
            std::stringstream vShaderStream, fShaderStream;

            // 读取文件缓冲内容到字符串流中
            vShaderStream << vShaderFile.rdbuf();
            fShaderStream << fShaderFile.rdbuf();

            // 关闭文件句柄
            vShaderFile.close();
            fShaderFile.close();

            // 将字符串流转换为字符串
            vertexCode   = vShaderStream.str();
            fragmentCode = fShaderStream.str();
        }
        catch (std::ifstream::failure& e)
        {
            std::cout << "ERROR::SHADER::FILE_NOT_SUCCESSFULLY_READ: " << e.what() << std::endl;
        }

        // 将源代码转换为 C 字符串
        const char* vShaderCode = vertexCode.c_str();
        const char* fShaderCode = fragmentCode.c_str();

        // 2. 编译着色器
        unsigned int vertex, fragment;

        // 顶点着色器
        vertex = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
        glShaderSource(vertex, 1, &vShaderCode, NULL);
        glCompileShader(vertex);
        checkCompileErrors(vertex, "VERTEX");

        // 片段着色器
        fragment = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
        glShaderSource(fragment, 1, &fShaderCode, NULL);
        glCompileShader(fragment);
        checkCompileErrors(fragment, "FRAGMENT");

        // 着色器程序
        ID = glCreateProgram();
        glAttachShader(ID, vertex);
        glAttachShader(ID, fragment);
        glLinkProgram(ID);
        checkCompileErrors(ID, "PROGRAM");

        // 着色器已经链接到程序中，不再需要，删除它们
        glDeleteShader(vertex);
        glDeleteShader(fragment);
    }

    // 激活着色器程序
    void use() 
    { 
        glUseProgram(ID); 
    }

    // 实用的 uniform 设置函数
    void setBool(const std::string &name, bool value) const
    {         
        // 设置布尔型 uniform 变量
        glUniform1i(glGetUniformLocation(ID, name.c_str()), (int)value); 
    }

    void setInt(const std::string &name, int value) const
    { 
        // 设置整型 uniform 变量
        glUniform1i(glGetUniformLocation(ID, name.c_str()), value); 
    }

    void setFloat(const std::string &name, float value) const
    { 
        // 设置浮点型 uniform 变量
        glUniform1f(glGetUniformLocation(ID, name.c_str()), value); 
    }

private:
    // 实用函数，用于检查着色器编译/链接错误
    void checkCompileErrors(unsigned int shader, std::string type)
    {
        int success;
        char infoLog[1024];

        if (type != "PROGRAM")
        {
            // 检查着色器编译错误
            glGetShaderiv(shader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
            if (!success)
            {
                // 获取错误日志
                glGetShaderInfoLog(shader, 1024, NULL, infoLog);
                std::cout << "ERROR::SHADER_COMPILATION_ERROR of type: " << type << "\n" << infoLog << "\n -- --------------------------------------------------- -- " << std::endl;
            }
        }
        else
        {
            // 检查程序链接错误
            glGetProgramiv(shader, GL_LINK_STATUS, &success);
            if (!success)
            {
                // 获取错误日志
                glGetProgramInfoLog(shader, 1024, NULL, infoLog);
                std::cout << "ERROR::PROGRAM_LINKING_ERROR of type: " << type << "\n" << infoLog << "\n -- --------------------------------------------------- -- " << std::endl;
            }
        }
    }
};

#endif