一個OpenGL程式可以用多種方式和shader通訊。注意這種通訊是單向的，因為shader的輸出只能是渲染到某些目標，比如顏色和深度快取。

OpenGL的部分狀態可以被shader訪問，因此程式改變OpenGL某些狀態就可以與shader進行通訊了。例如一個程式想把光的顏色傳給shader，可以直接呼叫OpenGL介面，就像使用固定功能流水線時做的那樣。

不過，使用OpenGL狀態並不是設定shader中使用資料的直觀方式。比如一個shader需要一個表示時間變化的變數來計算動畫，在OpenGL狀態中就沒有現成的變數可用。當然，你可以使用沒有用到的“鏡面光截止角度（cutoffangle）”這樣一個變量表示時間，但顯然讓人難以接受。

幸運的是，GLSL允許使用者自定義變數，實現OpenGL應用程式與shader通訊。有了這個功能，你就可以命名一個叫做timeElapsed的變量表示經過的時間。

上文的討論涉及到了GLSL提供的兩種型別修飾符（更多的型別將在後面提到）：

·一致變數（Uniform）

·屬性（Attribute）

在shader中定義的變數如果用這兩種型別修飾符，表示對shader來說，它們是隻讀的。下面將詳細講述怎樣使用這些型別的變數。

還有一種將變數送給shader的方法：使用紋理。一個紋理不止可以表示一張圖片，它還可以表示一個數組。事實上，你完全可以決定如何在shader中解釋紋理資料，即使它真是一幅圖片。

資料型別和變數

·float

·bool

·int

浮點型別與C中類似，布林型別可以為true或false。這些基本型別可以組成2、3或4維向量，如下所示：

·vec{2,3,4} a vector of 2,3,or 4 floats

·bvec{2,3,4} bool vector

·ivec{2,3,4} vector of integers

GLSL還包括2×2、3×3或4×4型矩陣，因為這些矩陣型別在圖形處理中很常用：

·mat2

·mat3

·mat4

此外，還有一組用來實現紋理訪問的特殊型別，它們被稱為取樣器（sampler），在讀取紋理值（也稱為紋素texel）時用到。下面就是紋理取樣用到的資料型別：

·sampler1D – for 1D textures

·sampler2D – for 2D textures

·sampler3D – for 3D textures

·samplerCube – for cube map textures

·sampler1DShadow – for shadow maps

·sampler2DShadow – for shadow maps

在GLSL中，可以像C一樣宣告和訪問陣列，但是不能在宣告時初始化陣列。GLSL還可以定義結構體：

1. struct dirlight
2. {
3. vec3 direction;
4. vec3 color;
5. };

1. float a,b; // two vector (yes, the comments are like in C)
2. int c = 2; // c is initialized with 2
3. bool d = true; // d is true

1. float b = 2; // incorrect, there is no automatic type casting
2. float e = ( float) 2; // incorrect, requires constructors for type casting
3. int a = 2;
4. float c = float(a); // correct. c is 2.0
5. vec3 f; // declaring f as a vec3
6. vec3 g = vec3( 1.0, 2.0, 3.0); // declaring and initializing g

1. vec2 a = vec2( 1.0, 2.0);
2. vec2 b = vec2( 3.0, 4.0);
3. vec4 c = vec4(a,b) // c = vec4(1.0,2.0,3.0,4.0);
4. vec2 g = vec2( 1.0, 2.0);
5. float h = 3.0;
6. vec3 j = vec3(g,h);

1. mat4 m = mat4( 1.0) // initializing the diagonal of the matrix with 1.0
2. vec2 a = vec2( 1.0, 2.0);
3. vec2 b = vec2( 3.0, 4.0);
4. mat2 n = mat2(a,b); // matrices are assigned in column major order
5. mat2 k = mat2( 1.0, 0.0, 1.0, 0.0); // all elements are specified

下面的例子給出了初始化結構體的方法：

1. struct dirlight // type definition
2. {
3. vec3 direction;
4. vec3 color;
5. };
6. dirlight d1;
7. dirlight d2 = dirlight(vec3( 1.0, 1.0, 0.0),vec3( 0.8, 0.8, 0.4));

1. vec4 a = vec4( 1.0, 2.0, 3.0, 4.0);
2. float posX = a.x;
3. float posY = a[ 1];
4. vec2 posXY = a.xy;
5. float depth = a.w

對於結構體來說，可以像在C語言中一樣訪問其成員。所以訪問前面定義的結構體，可以使用如下的程式碼：

d1.direction = vec3(1.0,1.0,1.0);

修飾符給出了變數的特殊含義，GLSL中有如下修飾符：

·const – 宣告一個編譯期常量。

·attribute– 隨不同頂點變化的全域性變數，由OpenGL應用程式傳給頂點shader。這個修飾符只能用在頂點shader中，在shader中它是一個只讀變數。

·uniform– 隨不同圖元變化的全域性變數（即不能在glBegin/glEnd中設定），由OpenGL應用程式傳給shader。這個修飾符能用在頂點和片斷shader中，在shader中它是一個只讀變數。

·varying –用於頂點shader和片斷shader間傳遞的插值資料，在頂點shader中可寫，在片斷shader中只讀。

一致變數（Uniform Variables）

不同於頂點屬性在每個頂點有其自己的值，一個一致變數在一個圖元的繪製過程中是不會改變的，所以其值不能在glBegin/glEnd中設定。一致變數適合描述在一個圖元中、一幀中甚至一個場景中都不變的值。一致變數在頂點shader和片斷shader中都是隻讀的。

首先你需要獲得變數在記憶體中的位置，這個資訊只有在連線程式之後才可獲得。注意，對某些驅動程式，在獲得儲存位置前還必須使用程式（呼叫glUseProgram）。

獲取一個一致變數的儲存位置只需要給出其在shader中定義的變數名即可：

1. GLint glGetUniformLocation(GLuint program, const char *name);
2. 引數：
3. ·program – the hanuler to the program
4. ·name – the name of the variable

1. void glUniform1f(GLint location, GLfloat v0);
2. void glUniform2f(GLint location, GLfloat v0, GLfloat v1);
3. void glUniform3f(GLint location, GLfloat v0, GLfloat v1, GLfloat v2);
4. void glUniform4f(GLint location, GLfloat v0, GLfloat v1, GLfloat v2, GLfloat v3);
5. 或者
6. GLint glUniform{ 1, 2, 3, 4}fv(GLint location, GLsizei count, GLfloat *v);
7. 引數：
8. ·location – the previously queried location
9. ·v0,v1,v2,v3 – float values
10. ·count – the number of elements in the array
11. ·v – an array of floats

對integer型別也有一組類似的函式，不過要用i替換函式中的f。對bool型別沒有專門的函式，但可以使用整數的0和1來表示真假。一旦你使用了一致變數陣列，那麼就必須使用向量版本的函式。

對sampler變數，使用函式glUniform1i和glUniform1iv。

矩陣也是一種GLSL的資料型別，所以也有一組針對矩陣的函式：

1. GLint glUniformMatrix{ 2, 3, 4}fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, GLfloat *v);
2. 引數：
3. location – the previously queried location.
4. count – the number of matrices. 1 if a single matrix is being set, or n for an array of n matrices.
5. transpose – wheter to transpose the matrix values. A value of 1 indicates that the matrix values are specified in row major order, zero is column major order
6. v – an array of floats.

還有一點要注意的是：使用這些函式之後，變數的值將保持到程式再次連線之時。一旦進行重新連線，所有變數的值將被重置為0。

最後是一些示例程式碼。假設一個shader中使用瞭如下變數：

1. uniform float specIntensity;
2. uniform vec4 specColor;
3. uniform float t[ 2];
4. uniform vec4 colors[ 3];

在OpenGL程式中可以使用下面的程式碼設定這些變數：

1. GLint loc1,loc2,loc3,loc4;
2. float specIntensity = 0.98;
3. float sc[ 4] = { 0.8, 0.8, 0.8, 1.0};
4. float threshold[ 2] = { 0.5, 0.25};
5. float colors[ 12] = { 0.4, 0.4, 0.8, 1.0,
6. 0.2, 0.2, 0.4, 1.0,
7. 0.1, 0.1, 0.1, 1.0};
9. loc1 = glGetUniformLocation(p, "specIntensity");
10. glUniform1f(loc1,specIntensity);
12. loc2 = glGetUniformLocation(p, "specColor");
13. glUniform4fv(loc2, 1,sc);
15. loc3 = glGetUniformLocation(p, "t");
16. glUniform1fv(loc3, 2,threshold);
18. loc4 = glGetUniformLocation(p, "colors");
19. glUniform4fv(loc4, 3,colors);

注意設定一個數組（例子中的t）與設定四元向量（例子中的colors和specColor）的區別。中間的count引數指在shader中宣告的陣列元素數量，而不是在OpenGL程式中宣告的。所以雖然specColor包含4個值，但glUniform4fv函式中的引數是1，因為它只是一個向量。另一種設定specColor的方法：

1. loc2 = glGetUniformLocation(p, "specColor");
2. glUniform4f(loc2,sc[ 0],sc[ 1],sc[ 2],sc[ 3]);

1. loct0 = glGetUniformLocation(p, "t[0]");
2. glUniform1f(loct0,threshold[ 0]);
4. loct1 = glGetUniformLocation(p, "t[1]");
5. glUniform1f(loct1,threshold[ 1]);

注意在glGetUniformLocation中使用方括號指示的變數。

屬性變數（Attribute Variables）

在前一節提到，一致變數只能針對一個圖元全體，就是說不能在glBegin和glEnd之間改變。

如果要針對每個頂點設定變數，那就需要屬性變量了。事實上屬性變數可以在任何時刻更新。在頂點shader中屬性變數是隻讀的。因為它包含的是頂點資料，所以在片斷shader中不能直接應用。

與一致變數相似，首先你需要獲得變數在記憶體中的位置，這個資訊只有在連線程式之後才可獲得。注意，對某些驅動程式，在獲得儲存位置前還必須使用程式。

1. GLint glGetAttribLocation(GLuint program,char *name);
2. 引數：
3. program – the handle to the program.
4. name – the name of the variable

1. void glVertexAttrib1f(GLint location, GLfloat v0);
2. void glVertexAttrib2f(GLint location, GLfloat v0, GLfloat v1);
3. void glVertexAttrib3f(GLint location, GLfloat v0, GLfloat v1,GLfloat v2);
4. void glVertexAttrib4f(GLint location, GLfloat v0, GLfloat v1,,GLfloat v2, GLfloat v3);
5. 或者
6. GLint glVertexAttrib{ 1, 2, 3, 4}fv(GLint location, GLfloat *v);
7. 引數：
8. location – the previously queried location.
9. v0,v1,v2,v3 – float values.
10. v – an array of floats.

loc = glGetAttribLocation(p,"height");

1. glBegin(GL_TRIANGLE_STRIP);
2. glVertexAttrib1f(loc, 2.0);
3. glVertex2f( -1, 1);
4. glVertexAttrib1f(loc, 2.0);
5. glV