基于Qt的OpenGL可编程管线学习（4）- 使用Subroutine绘制不同光照的模型

在上一篇文章中，我们介绍了如何在OpenGL的可编程管线中使用函数指针绘制不同光照的模型。本文中，我们将介绍另一种实现方式——使用Subroutine。

Subroutine是OpenGL 4.0中引入的一个概念，它可以看作是类似于函数的代码段，但与函数不同的是，Subroutine可以在运行时动态地决定具体调用哪个代码段。这意味着我们可以使用Subroutine来实现根据不同光照绘制模型的功能。

在使用Subroutine之前，我们需要先定义Subroutine。定义Subroutine的方式如下：

#version 420

subroutine void lightingModel();

subroutine(lightingModel)
void diffuse() {...}

subroutine(lightingModel)
void specular() {...}
...

上述代码定义了一个Subroutine类型lightingModel，该类型包含了两个具体实现：diffuse和specular。在定义具体实现时需要使用subroutine(lightingModel)修饰符来指定实现属于哪个Subroutine类型。

接下来，我们需要在渲染过程中使用Subroutine。具体实现如下：

// 定义Subroutine类型
subroutine void lightingModel();
subroutine(lightingModel) void diffuse();
subroutine(lightingModel) void specular();

// 将uniform变量设置为Subroutine类型
layout(location = 0) uniform subroutine uniform lightingModelUniform;

// 在主函数中根据不同的光照选择具体的Subroutine实现
void main()
{
    ...
    // 设置Subroutine类型
    subroutine(lightingModel) lightModel = diffuse;
    glUseProgram(...);
    glUniformSubroutinesuiv(GL_FRAGMENT_SHADER, 1, &lightModel);
    ...
}

在上述代码中，我们定义了一个Subroutine uniform变量lightingModelUniform，并在主函数中根据需要选择具体的Subroutine实现。在选择具体实现时，我们可以使用glUniformSubroutinesuiv函数来指定Subroutine uniform变量的值，从而选择相应的Subroutine实现。

除了使用glUniformSubroutinesuiv函数之外，我们还可以使用另一种方式来选择Subroutine实现。具体实现如下：

// 定义Subroutine类型
subroutine void lightingModel();
subroutine(lightingModel) void diffuse();
subroutine(lightingModel) void specular();

// 将Subroutine实现映射到具体的编号
layout(location = 0) uniform subroutine uniform lightingModelUniform;
layout(binding = 0) uniform subroutine uniform lightingModelFunctions { lightingModel diffuse specular ... };

// 在主函数中使用具体的编号选择Subroutine实现
void main()
{
    ...
    // 设置Subroutine类型
    glUniform1ui(lightingModelUniform, 1);
    ...
}

在上述代码中，我们使用了一个新的uniform变量lightingModelFunctions，将Subroutine实现映射到具体的编号，并使用glUniform1ui函数来选择相应的编号（此处选择了diffuse实现）。

需要注意的是，Subroutine uniform变量必须使用subroutine uniform关键字进行修饰。此外，在GLSL中，Subroutine只能定义在顶层作用域中，不能放在函数中。

本文中，我们介绍了如何使用Subroutine来实现根据不同光照绘制模型的功能。与使用函数指针相比，使用Subroutine可以让代码更加清晰易懂。需要注意的是，在使用Subroutine时需要定义Subroutine类型，并将uniform变量设置为Subroutine类型，同时需要在渲染过程中选择具体的Subroutine实现。