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14. QT_OPenGL中引入顶点着色器和片段着色器

news 2025/9/17 4:57:59

1. 说明:

着色器是OPenGL中非常重要的一部分，在有了模型后，如果未给模型添加着色器，那么渲染效果会折扣很多。着色器中使用到的语言是GLSL(OPenGL Shader Language)，可以通过这篇文章GLSL基本语法进行了解。
效果展示：(绘制出一个橙色的矩形)

使用着色器绘制橙色矩形

2. 着色器引入

第一步：
需要用到Qt自带的Shader封装函数，在myopenglwidget.h添加对应头文件并创建一个私有变量 shaderProgram，代码如下：

#include <QOpenGLShaderProgram>
private:QOpenGLShaderProgram shaderProgram;

第二步：
添加两个资源文件，顶点着色器文件shape.vert，片段着色器文件shape.frag，文件的后缀显示了是什么文件，里面的代码如下：
shape.vert:

#version 330 corelayout(location = 0) in vec3 aPos;	//in修饰，说明这个变量是需要外界代码传入进来的参数void main()
{gl_Position = vec4(aPos.x,aPos.y,aPos.z,1.0f);	//gl_Position 是内置变量
}

shape.frag：

#version 330 coreout vec4 FragColor;//out修饰，表名这个变量是需要传输出去的void main()
{FragColor = vec4(1.0f,0.5f,0.2f,1.0f);//这里使用内置变量 gl_FragColor 进行传输也是一样的
}

第三步：
在myopenglwidget.cpp文件的initializeGL()函数中对上述着色器文件进行使用：

//添加着色器
shaderProgram.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Vertex,":/shaders/Shaders/shape.vert");//注意：此处的路径最好用相对路径，绝对路径可能会打不开文件
shaderProgram.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Fragment,":/shaders/Shaders/shape.frag");
shaderProgram.link();	//将两个着色器文件连接到一起

然后在paintGL()函数中对着色器进行绑定即可：

shaderProgram.bind();	//渲染前绑定着色器

整体代码如下：
myopenglwidget.h:

#ifndef MYOPENGLWIDGET_H
#define MYOPENGLWIDGET_H#include <QObject>
#include <QWidget>#include <QOpenGLWidget>
#include <QOpenGLFunctions_3_3_Core>
#include <QOpenGLShaderProgram>class MyOpenGLWidget : public QOpenGLWidget,QOpenGLFunctions_3_3_Core
{Q_OBJECT
public:enum Shape{None,Rect,Circle,Triangle};explicit MyOpenGLWidget(QWidget *parent = nullptr);void drawShape(Shape shape);void clearGraphic();void setWireFrame(bool wireFrame);protected:virtual void initializeGL() override;virtual void resizeGL(int w, int h) override;virtual void paintGL() override;signals:private:Shape m_shape;QOpenGLShaderProgram shaderProgram;
};#endif // MYOPENGLWIDGET_H

myopenglwidget.cpp:

#include "myopenglwidget.h"unsigned int VBO,VAO;//添加一个索引控制器
unsigned int EBO;//使用4个顶点数据绘制两个三角形
float vertices2[] = {0.5f,0.5f,0.0f,0.5f,-0.5f,0.0f,-0.5f,-0.5f,0.0f,-0.5f,0.5f,0.0f
};//添加索引数据
unsigned int indices[]={0,1,3,1,2,3
};MyOpenGLWidget::MyOpenGLWidget(QWidget *parent) :  QOpenGLWidget(parent)
{}void MyOpenGLWidget::drawShape(MyOpenGLWidget::Shape shape)
{makeCurrent();m_shape = shape;update();doneCurrent();
}void MyOpenGLWidget::clearGraphic()
{makeCurrent();drawShape(MyOpenGLWidget::None);makeCurrent();glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_FILL);update();doneCurrent();
}void MyOpenGLWidget::setWireFrame(bool wireFrame)
{makeCurrent();if(wireFrame){glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_LINE);}else{glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_FILL);}update();doneCurrent();
}void MyOpenGLWidget::initializeGL()
{initializeOpenGLFunctions();//void glGenVertexArrays(GLsizei n, GLuint *arrays)生成顶点数组对象名称// n: 要产生的VAO对象的数量// arrays: 存放产生的VAO对象的名称glGenVertexArrays(1,&VAO);// void glGenBuffers(GLsizei n,GLuint *buffers)生成顶点缓冲对象// n: 要产生的VBO对象的数量// arrays: 存放产生的VBO对象的名称glGenBuffers(1,&VBO);//初始化索引器glGenBuffers(1,&EBO);glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER,EBO);glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER,sizeof (indices),indices,GL_STATIC_DRAW);//绑定VAO和VBOglBindVertexArray(VAO);glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER,VBO);//在VBO中存入顶点数据glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER,sizeof (vertices2),vertices2,GL_STATIC_DRAW);//告诉VAO怎么在VBO中拿数据glVertexAttribPointer(0,3,GL_FLOAT,GL_FALSE,3*sizeof (float),(void*)0);//开启第一个VAOglEnableVertexAttribArray(0);//用完之后解除绑定(信息已经被记录下来了)glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER,0);glBindVertexArray(0);//添加着色器shaderProgram.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Vertex,":/shaders/Shaders/shape.vert");shaderProgram.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Fragment,":/shaders/Shaders/shape.frag");shaderProgram.link();}void MyOpenGLWidget::resizeGL(int w, int h)
{Q_UNUSED(w);Q_UNUSED(h);}void MyOpenGLWidget::paintGL()
{glClearColor(0.5f,0.9f,0.4f,1.0f);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);shaderProgram.bind();  //绑定着色器//在渲染前只需开启对应的VAO即可glBindVertexArray(VAO);switch (m_shape) {case Rect:glDrawElements(GL_TRIANGLES,6,GL_UNSIGNED_INT,&indices);break;default:break;}}