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OpenGL Setup for GLSL – Overview
원문: http://www.lighthouse3d.com/opengl/glsl/index.php?ogloverview

GLSL을 위한 OpenGL 설정이라는 이 섹션은  두개의 버텍스 쉐이더와 프레그먼트 쉐이더에 대해 들어봤다고 가정을 하고 진행되며 OpenGL 어플리케이션에서 이 쉐이더들을 사용기 위한 내용이다. 만약 아직까지 직접 쉐이더를 작성해보지 않았다면, 인터넷으로부터 쉐이더를 구할 많은 사이트가 있으니 참고하길 바란다. 참고 사이트는 http://www.3dshaders.com/home/가 있으며 쉐이더 개발을 위한 툴로는  Shader Designer와 RenderMonkey (원문에서는 링크가 깨져있으며 구글에서 검색해서 현재 사용가능한 사이트의 URL을 검색해보길 바란다)가 있고, 이 툴에는 매우 많은 쉐이더 예제가 있다.

OpenGL을 보면, 쉐이더 프로그램을 설정하는 것은 C 프로그램을 작성하는 흐름과 유사하다. 각 쉐이더는 C 모듈과 유사하며 이 모듈은 C언어에서 처럼 개별적으로 컴파일되어져야하고, 또 정확히 C에서처럼 프로그램에 링크되여야 한다.

ARB 확장들과 OpenGL이 이 섹션에서 사용된다. 만약에 OpenGL의 버전이 1.1 이상을 사용해 보지 않았거나 확장이 처음이라면, GLEW를 보길바란다. GLEW는 확장기능과 OpenGL 최신 함수 사용를 바로 사용할 수 있도록 해준다.

만약에 아직 OpenGL 2.0을 지원하지 않는다면, 확장을 이용해야 하는데, 필요한 확장은 아래와 같다.

• GL_ARB_fragment_shader
• GL_ARG vertex_shader

아래는 GLEW를 사용하는 GLUT 프로그램의 간단한 예제인데, 위의 두개의 확장을 사용할 수 있는지 검토하는 코드이다.

#include 
#include ;
	
void main(int argc, char **argv) {
    glutInit(&argc, argv);
		
    ...
	
    glewInit();
    if (GLEW_ARB_vertex_shader && GLEW_ARB_fragment_shader)
        printf("Ready for GLSL\n");
    else {
        printf("Not totally ready :( \n");
        exit(1);
    }
	
    setShaders();
	
    glutMainLoop();
}

OpenGL 2.0이 가능한지 검사하기 위해서 아래와 같은 코드를 사용한다.

#include 
#include 

void main(int argc, char **argv) {

    glutInit(&argc, argv);
		
    ...
	
    glewInit();
    if (glewIsSupported("GL_VERSION_2_0"))
        printf("Ready for OpenGL 2.0\n");
    else {
        printf("OpenGL 2.0 not supported\n");
        exit(1);
    }

    setShaders();
	
    glutMainLoop();
}

아래의 그림은 OpenGL 2.0의 함수로써 나타낸 쉐이더를 생성하는 단계를 나타내고 인데, 언급한 함수의 세부내용은 나중에 자세히 살펴보도록 하겠다.

프래그먼트 처리기

프래그먼트 처리기는 프래그먼트 쉐이더가 실행되는 곳에 있으며 다음과 같은 연산을 담당한다.

• 색상 및 픽셀에 대한 텍스쳐 좌표 계산
• 텍스쳐 적용
• 안개 계산
• 픽셀에 대한 조명이 필요할 경우에 노멀 계산

이 처리기에 대한 입력값은 이전 단계에서 계산되어 보간된 값들로써, 버텍스의 위치, 색상, 법선벡터 등이다.

버텍스 쉐이더에서 이러한 값들은 버텍스 하나 하나에 대해서 계산되어진다. 여기서는 프레그먼트의 내부를 다루므로 보간된 값을 필요로 한다.

버텍스 처리기에서 처럼, 프레그먼트 쉐이더를 작성하면 모든 고정 기능은 작성된 프레그먼트 쉐이더가 대신한다. 그래서 안개 기능은 고정 기능을 사용하고 텍스쳐링은 쉐이더를 사용하는 방식은 지원하지 않는다. 프로그래머는 반드시 어플리케이션이 필요로 하는 모든 효과를 코딩해야 한다.

프레그먼트 처리기는 하나의 프레그먼트에 대해서 작동을 한다. 예를 들어서, 하나의 프레그먼트를 처리하고 있을 때 또 다른 프레그먼트는 알 수 없다. 버텍스 쉐이더와 마찬가지로 이 쉐이더도 OpenGL의 상태를 접근할 수 있으므로, OpenGL 어플리케이션에서 지정된 안개의 색상값을 알아 낼 수 있다.

한가지 중요한 점은, 파이프라인 단계에서 이전에 계산되어졌으므로, 프레그먼트 쉐이더는 픽셀의 좌표를 변경할 수 없다는 것이다. 버텍스 처리기에서 모델뷰와 프로젝션 행렬이 버텍스를 변환하는데 사용했다는 것을 다시 상기하기 바란다. The viewport comes into play after that but before the fragment processor. 프레그먼트 쉐이더는 스크린 상에 위치하는 픽셀에 접근할 수 있지만 변경할 수 있는 없다.

프레그먼트 쉐이더는 2개의 출력 옵션을 갖는다.

• 프레그먼트를 무시하므로 출력은 없음
• 여러개의 메시를 렌더링할때 gl_FragColor(프레그먼트의 최종 색상)이나 gl_FragData 둘중에 하나를 계산

비록 깊이값이 필요하지 않아도 깊이값이 쓰여질 수 있는데, 이것은 이전 단계에서 이미 깊이값을 계산했기 때문이다.

프레그먼트 쉐이더는 프레임버퍼에 접근할 수 없다. 그래서 만약 블렌딩과 같은 연산은 프레그먼트 쉐이더 연산 이후에 수행되어야 한다.