额外漫画科普一下GPU并行运算的特点

与CPU相比，GPU拥有更多逻辑运算单元(ALU)
虽然单个的GPU运算单元会比CPU的运算单元慢，但GPU可以同时并行运算更多的像素
但是GPU的控制流方面会弱于CPU，例如for循环，因此shader中要慎用if...else...、for之类的控制语句

变量的声明
首先窝们来看看这个GMS默认的shader，一开始的几句就是变量的声明：
attribute vec3 in_Position; // (x,y,z)
//attribute vec3 in_Normal; // (x,y,z) unused in this shader.
attribute vec4 in_Colour; // (r,g,b,a)
attribute vec2 in_TextureCoord; // (u,v)
varying vec2 v_vTexcoord;
varying vec4 v_vColour;
attribute、varying是OpenGL里的变量修饰符，还有个在这个shader里没有出现的uniform和const。 attribute、varying、uniform、const分别代表属性变量、易变变量、一致变量、常量，前三个简单解释如下：
attribute: 变量只能在vertex shader里使用，通常用来表示顶点的数据
varying: 变量用于vertex和fragment shader之间的数据传递，vertex shader的输出，进行插值输入到fragment shader
uniform: 由外部(gml)传递给shader的变量，通常用于纹理(texture)，对于vertex和fragment shader变量是只读的
接下来是数据类型
vec2、vec3、vec4分别代表二维向量、三维向量、四维向量，呃你可以理解为包含了多少个元素的数组吧~例如vec4的in_Colour就包含了rgba四个元素
要使用in_Colour的第二个元素(这里是g，绿色)，可以用in_Colour.g，还可以使用in_Colour[1]，rgba这些属性名只是让程序可读性更强，并不代表真的颜色值，你也可以在颜色无关的向量使用，例如in_Position.r，但为了可读性还是用约定俗成的规矩吧。还有代表空间坐标的xyz和纹理坐标的uv。
要初始化可以使用构造函数：
vec2 a = vec2(1.0, 2.0);
vec4 b = vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
GLSL的基本类型有float，int，bool
float a,b;
int c = 2;
bool d = true;
和c语言差不多，但注意shader里不能进行显式或隐式的类型转换，例如：
float c = 1 + 2.0; //隐式类型转换，编译报错
int d = (int)0.5 + 1; //显示类型转换，编译报错
要使用构造函数：
float c = float(1) + 2.0;
int d = int(0.5) + 1;
GLSL还包括2×2、3×3或4×4型矩阵类型: mat2, mat3, mat4
读取texture的采样器(sampler): sampler1D, sampler2D,sampler3D
因为在目前的默认shader没出现，所以以后再说啦~

_(:3」∠)_ 感动，发图贴度娘终于不删了

前面讲的是全局变量的声明
现在来看看void main()，学过C语言都知道main的吧~ 在GLSL里也一样，无论vertex还是fragment shader都必须执行main函数，所有顶点或像素的主要操作都在里面了。
main函数里的前两句：
vec4 object_space_pos = vec4( in_Position.x, in_Position.y, in_Position.z, 1.0);
gl_Position = gm_Matrices[MATRIX_WORLD_VIEW_PROJECTION] * object_space_pos;
把in_Position的xyz赋值到自定义四维向量object_space_pos中，用1.0补充第四个分量。坐标的第四个分量，如果是1代表位置，是0代表方向，所以这里用1.0。in_Position是GMS固定用来识别顶点坐标位置的变量，在之前的attribute vec3 in_Position声明，在2D中其xy分量分别代表sprite矩形的四个顶点坐标，z暂时不必管。in_Position是顶点的物体空间(object space)坐标，这里由vec3转换成vec4，是为了接下来进行的坐标空间变换左乘一个4x4的变换矩阵。由于2D很少涉及复杂的空间变换，这里只简单解释一下。
不同的坐标空间有不同的坐标系，于是描述物体的位置坐标就发生了变化。比如，你发现隔壁老王在你正前方10米，面向左方干些奇怪的事情，在你的坐标空间x轴为右y轴为前的话，描述老王的位置可以用(0,10)坐标来表示，那么在老王的坐标空间，你在老王正左边，而老王又习惯用厘米，那么老王描述你的位置可以用(-1000,0)坐标来表示。空间变换就是转换坐标系这么一个过程，数学上通常是 4x4变换矩阵*四维位置坐标。谁乘以谁的顺序很重要，写反了会得出完全不一样的结果哦！矩阵gms已经帮你准备好了，就是gm_Matrices[MATRIX_WORLD_VIEW_PROJECTION]。
in_Position的object space，其实就是gml里room的坐标。vec4化后左乘那个矩阵，最后映射到投影空间(projection space)保存到gl_Position。对于投影空间，只考虑xy，就是以屏幕中心为原点建立的二维坐标系，坐标映射到[-1,1]。也就是，屏幕左下角为(-1,-1)，中心点为(0,0)，右上角为(1,1)。z通常代表深度，类似gml的depth，在这个shader里恒为0.5。这么空间变换的目的是硬件要这么做才能正确绘制。

main函数的最后两句：
v_vColour = in_Colour;
v_vTexcoord = in_TextureCoord;
in_Colour是顶点颜色，in_TextureCoord是顶点坐标，GMS固定的顶点属性变量。v_vColour、v_vTexcoord是自定义的varying变量，前面说过，vertex shader是将这些值经过渲染管线插值然后传递到fragment shader的，fragment shader才因此可以使用。随便用顶点颜色举个栗子大致过程是：

Fragment Shader的中间像素值是根据Vertex shader的值线性插入的。其他varying变量也是这个原理。

好了，vertex shader已经在上面大致讲完了，接下来就是fragment shader~
varying vec2 v_vTexcoor;
varying vec4 v_vColour;
一开始就是熟悉的v_vColour、v_vTexcoord变量声明，代表它们已经从顶点插值传过来了~！fragment shader很简单，main函数就这么一句：
void main()
{
gl_FragColor = v_vColour * texture2D( gm_BaseTexture, v_vTexcoor );
}
texture2D是纹理映射函数，就是根据纹理坐标作为参照点，绘制纹理中的哪一部分。函数的两个参数分别是 需要绘制的纹理 和 纹理坐标，返回vec4就是对应的颜色值。一张Texture的纹理坐标，y轴是向下的，左上角是(0, 0)，右下角是(1.0, 1.0)。具体用这图感受一下：

但要注意，这里的texture是gm_BaseTexture，gms会把所有的sprite和background都打包进一张或多张大的texture里做成图集(atlas)来提高绘制效率。当你导入官方的shader范例并编译，gm_BaseTexture实际会是这样的：

也就是一个object的sprite之间的顶点可能是(0.976, 0.012) (0.979, 0.015)这样差值小且很奇怪的数，不过vertex shader的in_TextureCoord已经帮你处理好了，插值后的v_vTexcoor能正确显示。texture2D返回的颜色值乘以插值后的顶点颜色v_vColour，是texture颜色值偏向该顶点颜色绘制，最后赋值给gl_FragColor决定该像素最后的颜色。
至此，gms的整个默认shader已经大致讲完了，主要偏向原理的= =
如果有更新或许会讲官方的范例