Передача данных из программы на CPU в GLSL шейдер на GPU выполняется через API графической библиотеки, такой как OpenGL. Основные способы передачи данных включают использование униформов, буферов данных (Uniform Buffer Objects, Shader Storage Buffer Objects), текстур и атрибутов вершин.

Ниже перечислены возможные варианты реализации данной задачи. Это краткие примеры кода для исключительно понимания, как работает метод.

1. Использование Uniforms

Униформы передают небольшие объемы данных, такие как матрицы трансформации, цвета, коэффициенты и другие параметры.

Шаги:

1. Определение uniform в шейдере

glsl




uniform vec3 color;




2. Получение расположения (location) uniform в программе

cpp




GLint colorLocation = glGetUniformLocation(shaderProgram, "color");




3. Передача значения uniform. Например, передача векторного значения:

cpp

glUseProgram(shaderProgram);

glUniform3f(colorLocation, 1.0f, 0.5f, 0.0f);

2. Использование Uniform Buffer Objects (UBO)

UBO позволяет передавать набор униформов и эффективно обновлять их.

Шаги:

1. Определение uniform-блока в шейдере

glsl




layout(std140) uniform Matrices {

mat4 model;

mat4 view;

mat4 projection;

};




2. Создание UBO и связывание его между CPU и GPU

cpp




GLuint ubo;

glGenBuffers(1, &ubo);

glBindBuffer(GL_UNIFORM_BUFFER, ubo);

glBufferData(GL_UNIFORM_BUFFER, sizeof(matrices), nullptr, GL_DYNAMIC_DRAW);




GLuint blockIndex = glGetUniformBlockIndex(shaderProgram, "Matrices");

glUniformBlockBinding(shaderProgram, blockIndex, 0);

glBindBufferBase(GL_UNIFORM_BUFFER, 0, ubo);




3. Обновление данных UBO

cpp

glBindBuffer(GL_UNIFORM_BUFFER, ubo);

glBufferSubData(GL_UNIFORM_BUFFER, 0, sizeof(matrices), &matrices);

3. Использование Shader Storage Buffer Objects (SSBO)

SSBO используется для передачи больших объемов данных.

Шаги:

1. Определение буфера в шейдере

glsl




layout(std430, binding = 0) buffer DataBuffer {

float values[];

};




2. Создание SSBO и загрузка данных

cpp

GLuint ssbo;

glGenBuffers(1, &ssbo);

glBindBuffer(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, ssbo);

glBufferData(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, dataSize, data, GL_DYNAMIC_DRAW);

glBindBufferBase(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, 0, ssbo);

4. Использование текстур

Текстуры передают массивы данных, которые можно обрабатывать и отображать в шейдере.

Шаги:

1. Создание текстуры на CPU

cpp




GLuint texture;

glGenTextures(1, &texture);

glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);

glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA32F,

width, height, 0, GL_RGBA, GL_FLOAT, data);




2. Передача текстуры в шейдер

cpp




glUseProgram(shaderProgram);

glUniform1i(glGetUniformLocation(shaderProgram, "textureSampler"), 0);

glActiveTexture(GL_TEXTURE0);

glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);




3. Использование текстур в GLSL

glsl

uniform sampler2D textureSampler;

vec4 value = texture(textureSampler, texCoords);

5. Использование Vertex Attributes

Vertex Attributes позволяют передавать данные для каждой вершины, такие как позиции, цвета, и текстурные координаты.

Шаги:

1. Создание VBO и загрузка данных

cpp




GLuint vbo;

glGenBuffers(1, &vbo);

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo);

glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(data), data, GL_STATIC_DRAW);




2. Связка VBO с атрибутами шейдера

cpp

GLint attribLocation = glGetAttribLocation(shaderProgram, "position");

glEnableVertexAttribArray(attribLocation);

glVertexAttribPointer(attribLocation, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, (void*)0);

Выбор способа передачи данных зависит от:

• Объема данных.
  Для небольших данных подходят uniforms. Для больших массивов — SSBO или текстуры.
• Типа данных.
  Если данные связаны с вершинами, используйте vertex attributes.
• Частоты обновления данных.
  Для данных, часто изменяющихся, предпочтительно использовать UBO или SSBO.

Каждый метод имеет свои преимущества и ограничения, но вместе они покрывают весь спектр задач передачи данных.