OpenGL ES2.0中的几何着色

# 1. 第一章 引言

## 1.1 着色器的作用与意义

在计算机图形学中，着色器是实现图形渲染的关键组成部分。它们可以被看作是运行在图形硬件上的小型程序，用于控制光照、颜色等图形属性的计算和处理。

着色器的作用十分重要，它们能够通过对图形的顶点、片元等进行操作，实现各种复杂的图形效果和渲染技术，包括阴影、光照、纹理映射等。

## 1.2 引言OpenGL ES2.0中几何着色的重要性

OpenGL ES（OpenGL for Embedded Systems）是一种专门为嵌入式系统设计的图形应用程序接口（API），它提供了一套用于绘制2D和3D图形的低级库函数和指令。

在OpenGL ES2.0中，几何着色器是一个非常重要的组件。它可以在图形渲染管线的最后一个阶段对几何图形进行进一步的处理和变换，实现各种复杂的几何操作和动画效果。

几何着色器能够有效地处理图形的变换、副本生成、剖分和裁剪等操作，为三维图形渲染提供了更强大和灵活的能力。在很多场景下，几何着色器都是实现特定效果的关键部分。

接下来，我们将详细介绍OpenGL ES2.0中几何着色器的概述、基础知识、应用场景和实现步骤等内容，帮助读者更好地理解和应用几何着色器技术。

# 2. OpenGL ES2.0概述

OpenGL ES2.0简介：OpenGL ES（Open Graphics Library for Embedded Systems）是一种专为嵌入式系统和移动设备设计的图形应用程序编程接口（API）。它是OpenGL的子集，提供了一套简化的、低级别的图形渲染接口，适用于资源有限的嵌入式设备。

OpenGL ES2.0中的几何着色：几何着色是OpenGL ES2.0中的一个重要概念。几何着色器是在图形渲染管线中介于顶点着色器和片段着色器之间的一个可选程序阶段。它主要负责对几何图元进行处理和变换，可以在图元级别上进行操作，生成新的几何图元。

OpenGL ES2.0的特性和限制：OpenGL ES2.0在功能上与OpenGL相比有一定的限制。它不支持固定功能管线，只支持可编程管线；不支持直接访问帧缓冲区，需要通过纹理和帧缓冲对象来实现；不支持多重渲染目标等。

这些限制使得OpenGL ES2.0更加适用于移动设备和嵌入式系统，节省了硬件资源，提高了性能。同时，几何着色也是OpenGL ES2.0中的一个重要特性，可用于实现各种图形效果和优化渲染流程。

在接下来的章节中，我们将详细介绍几何着色的基础知识、应用场景、实现步骤，并通过一个简单的示例来演示几何着色在三维图形渲染中的应用。

# 3. 几何着色器基础

几何着色器（Geometry Shader）是在顶点着色器处理完成后，逐顶点执行的一种着色器。它接收由顶点着色器输出的图元（点、线、三角形等）作为输入，并可以生成新的几何图元来传递到下一阶段的光栅化处理。几何着色器的作用是对图元进行一些特殊的处理，如创建新的图元、删除图元、修改图元顶点的坐标等。在OpenGL ES2.0中，几何着色器的引入极大地拓展了图形渲染的可能性。

#### 几何着色器的定义与作用

几何着色器是一种在图元级别上对图元进行处理的着色器阶段。它可以在顶点着色器输出的基本图元上执行一系列操作，如生成新的顶点、合并顶点、删除顶点等，从而改变图元的形状和数量。通过几何着色器，我们可以实现一些复杂的图形效果，例如：通过输入一个三角形，几何着色器可以在每个三角形生成一个法向量，实现法向量可视化；或者将输入的三角形扩展为