使用OpenGL幾何著色器還是不使用幾何著色器？

對於圖形編程開發者，選擇合適的技術來解決問題是十分重要的。在OpenGL中，幾何著色器是一項非常強大的特性，但是是否每個開發者都需要使用它呢？在本文中，我們將從多個方面來探討OpenGL幾何著色器與普通著色器的優劣之處，以便開發者能夠更好地進行選擇。

一、幾何著色器的優點

幾何著色器是OpenGL中的一個可編程著色器階段，位於頂點著色器和片元著色器之間。它的主要作用是在原始圖形數據的基礎上，生成新的圖形數據。以下是幾何著色器的幾個主要優點：

1、動態生成幾何體

使用幾何著色器，我們可以實時生成幾何體，而不必在預處理階段創建所有幾何體。這樣，我們創建圖形更加靈活，並且代碼更加簡潔。

layout(points) in;
layout(triangle_strip, max_vertices = 3) out;

void main() {
    vec4 position = gl_in[0].gl_Position;
    gl_Position = position + vec4(-0.1, -0.1, 0.0, 0.0);
    EmitVertex();
    gl_Position = position + vec4(0.1, -0.1, 0.0, 0.0);
    EmitVertex();
    gl_Position = position + vec4(0.0, 0.1, 0.0, 0.0);
    EmitVertex();
    EndPrimitive();
}

2、實時幾何著色

使用幾何著色器，我們可以根據我們需要的方式對幾何體進行著色。例如，我們可以使用幾何著色器對幾何體進行法線的計算、切線向量的計算、投影等。這種著色器技術十分有用，可以讓著色器更加具有可擴展性。

layout(triangles) in;
layout(triangle_strip, max_vertices = 3) out;

out vec3 vertexWorldPosition;
out vec3 vertexWorldNormal;

void main() {
    vec3 pos0 = gl_in[0].gl_Position.xyz;
    vec3 pos1 = gl_in[1].gl_Position.xyz;
    vec3 pos2 = gl_in[2].gl_Position.xyz;

    vec3 normal = cross(pos1 - pos0, pos2 - pos0);

    gl_Position = gl_in[0].gl_Position;
    vertexWorldPosition = pos0;
    vertexWorldNormal = normal;
    EmitVertex();

    gl_Position = gl_in[1].gl_Position;
    vertexWorldPosition = pos1;
    EmitVertex();

    gl_Position = gl_in[2].gl_Position;
    vertexWorldPosition = pos2;
    EmitVertex();

    EndPrimitive();
}

二、幾何著色器的缺點

之前我們已經討論了一些幾何著色器的優點，但是它也同時存在一些問題：

1、性能開銷

使用幾何著色器，我們需要對數據進行大量的處理，這也會帶來相應的性能開銷。對於複雜的場景，這種開銷可能會變得非常大。

2、編寫和調試難度大

相比於其他著色器，幾何著色器具有更高級別的異構性，這也就意味著需要花費更多時間和精力來編寫和調試。尤其是在處理複雜場景時。

三、什麼時候使用幾何著色器

現在我們已經清晰了幾何著色器的優點和缺點。在實踐中，我們應該根據具體情況來決定是否使用幾何著色器。

如果我們需要在場景中動態生成幾何體，或者需要對幾何體進行實時變形或剪切等操作，那我們應該選擇使用幾何著色器。當然，在開發過程中有經驗的開發者也會花費更多的精力去編寫和調試幾何著色器，以實現更好的性能表現和更高質量的圖形。

四、結論

使用幾何著色器可以讓我們更加靈活地創建幾何體或對幾何體進行實時變形、剪切等操作。然而，它也存在著一定的性能問題和編寫調試難度大的問題。在具體情況下，我們需要綜合考慮這些因素，決定是否使用幾何著色器。