二、GLKit 及 常见API

OpenGL + OpenGL ES +Metal 系列文章汇总

GLKit 简述

先了解GLKit框架前，先附上GLKit的苹果官方文档GLKitAPI

GLKit框架的设计目的是为了简化基于OpenGL/OpenGL ES的应用开发，加快了OpenGL/OpenGL ES应用程序开发

GLKit功能

• 提供高性能的数学运算（Math libraries）：提供常用的向量，四元数和矩阵运算。
• 加载纹理（Texture loading）：允许加载各种纹理，且可以后台加载，通过GLKTextureLoader类来加载
• 提供常见的着色器（effect）：包含以下3种着色器
  • GLKBaseEffect
  • GLKReflectionMapEffect
  • GLKSkyboxEffect
• 提供视图视图以及视图控制器：GLKView和GLKViewController
  • GLKView：提供绘制场所，继承自UIView
  • GLKViewController：⽤于绘制视图内容的管理与呈现，继承自UIViewController)

使用GLKit视图呈现OpenGL ES 内容

下图来自Apple官方文档Drawing with OpenGL ES and GLKit

GLKit呈现图片过程

通过GLKit展示图片，主要有以下三个步骤

• GLKView的创建和配置
• 使用GLKView对象绘制图形，并存储到帧缓存区
• 从帧缓存区中读取数据，显示到屏幕上

GLKit 常用API

GLKit 纹理加载

GLKTextureInfo 创建OpenGL 纹理信息

常见的属性如表所示

属性	说明
name	OpenGL 上下⽂文中纹理名称
target	纹理绑定的目标
height	加载的纹理高度
width	加载纹理的宽度
textureOrigin	加载纹理中的原点位置
alphaState	加载纹理中alpha分量状态
containsMipmaps	布尔值,加载的纹理是否包含mip贴图

GLTextureLoader 简化从各种资源⽂件中加载纹理

• 初始化

初始化方法	说明
- initWithSharegroup:	初始化⼀个新的纹理加载到对象中
- initWithShareContext:	初始化一个新的纹理加载对象

• 从文件中加载处理

从文件中加载处理方法	说明
+ textureWithContentsOfFile:options:errer:	从⽂件加载2D纹理图像并从数据中创建新的纹理
- textureWithContentsOfFile:options:queue:completionHandler:	从⽂件中异步加载2D纹理图像,并根据数据创建新纹理

• 从URL加载处理

从URL加载纹理方法	说明
- textureWithContentsOfURL:options:error:	从URL加载2D纹理图像并从数据创建新纹理
- textureWithContentsOfURL:options:queue:completionHandler:	从URL异步加载2D纹理图像,并根据数据创建新纹理

• 从内存中表示创建纹理

从内存中表示创建纹理方法	说明
+ textureWithContentsOfData:options:errer:	从内存空间加载2D纹理图像,并根据数据创建新纹理
- textureWithContentsOfData:options:queue:completionHandler:	从内存空间异步加载2D纹理图像,并从数据中创建新纹理

• 从CGImages创建纹理

从CGImages创建纹理方法	说明
- textureWithCGImage:options:error:	从Quartz图像 加载2D纹理图像并从数据创建新纹理
- textureWithCGImage:options:queue:completionHandler:	从Quartz图像异步加载2D纹理图像,并根据数据创建新纹理

• 从URL加载多维创建纹理

从URL加载多维创建纹理方法	说明
+ cabeMapWithContentsOfURL:options:errer:	从单个URL加载⽴立⽅方体贴图纹理图像,并根据数据创建新纹理
- cabeMapWithContentsOfURL:options:queue:completionHandler:	从单个URL异步加载⽴方体贴图纹理图像,并根据数据创建新纹理

• 从文件加载多维数据创建纹理

文件加载多维数据创建纹理方法	说明
+ cubeMapWithContentsOfFile:options:errer:	从单个文件加载⽴方体贴图纹理对象,并从数据中创建新纹理
- cubeMapWithContentsOfFile:options:queue:completionHandler:	从单个⽂件异步加载⽴方体贴图纹理对象,并从数据中创建新纹理
+ cubeMapWithContentsOfFiles:options:errer:	从⼀系列文件中加载⽴方体贴图纹理图像,并从数据中创建新纹理
-cubeMapWithContentsOfFiles:options:options:queue:completionHandler:	从⼀系列⽂件异步加载⽴方体贴图纹理图像,并从数据中创建新纹理

GLKit OpenGL ES视图渲染 API

GLKView
使⽤OpenGL ES 绘制内容的视图默认实现，常用API及属性如下所示

• 初始化视图

属性	说明
- initWithFrame:context:	初始化新视图

• 设置代理

属性	说明
delegate	视图的代理

• 配置帧缓存区对象

属性	说明
配置帧缓存区对象	drawableColorFormat	颜⾊渲染缓存区格式
drawableDepthFormat	深度渲染缓存区格式
drawableStencilFormat	模板渲染缓存区的格式
drawableMultisample	多重采样缓存区的格式

-帧缓存区属性

属性	说明
drawableHeight	底层缓存区对象的⾼度(以像素为单位)
drawableWidth	底层缓存区对象的宽度(以像素为单位)

• 绘制视图的内容

属性	说明
context	绘制视图内容时使⽤用的OpenGL ES 上下⽂文
drawableStencilFormat	将底层FrameBuffer 对象绑定到OpenGL ES
enableSetNeedsDisplay	布尔值,指定视图是否响应使得视图内容⽆效的消息
snapshot	绘制视图内容并将其作为新图像对象返回

方法	说明
- bindDrawable	深度渲染缓存区格式
- display	⽴即重绘视图内容

• 删除视图FrameBuffer对象

方法	说明
- deleteDrawable	删除与视图关联的可绘制对象

GLKViewDelegate ⽤于GLKView 对象回调方法

• 绘制视图的内容（必须实现代理！！！！）

属性	说明
- glkView:drawInRect:	绘制视图内容 (必须实现代理)

GLKViewController
管理OpenGL ES 渲染循环的视图控制器，常用的API如下

• 更新

方法	说明
- (void) update	更新视图内容
- (void) glkViewControllerUpdate:	更新视图控制器显示

• 配置帧速率

属性	说明
preferredFramesPerSecond	视图控制器调⽤视图以及更新视图内容的速率
framesPerSencond	视图控制器调⽤视图以及更新其内容的实际速率

• 配置GLKViewDelegate代理

属性	说明
delegate	视图控制器的代理

• 控制帧更新

resumeOnDidBecomeActive 布尔值,当前程序变为活动状态时视图控制是否⾃自动恢复呈现循环

属性	说明
paused	布尔值,渲染循环是否已暂停
pausedOnWillResignActive	布尔值,当前程序重新激活活动状态时视图控制器器是否自动暂停渲染循环
resumeOnDidBecomeActive	布尔值,当前程序变为活动状态时视图控制是否⾃自动恢复呈现循环

• 获取有关View 更新信息

属性	说明
frameDisplayed	视图控制器自创建以来发送的帧更新数
timeSinceFirstResume	自视图控制器第⼀次恢复发送更新事件以来经过的时间量
timeSinceLastResume	自上次视图控制器恢复发送更新事件以来更新的时间量
timeSinceLastUpdate	自上次视图控制器调⽤委托⽅法以及经过的时间量
timeSinceLastDraw	⾃上次视图控制器调⽤委托⽅法以及经过的时间量

**GLKViewControllerDelegate **
渲染循环回调⽅方法

• 处理理更更新事件

回调方法	说明
- glkViewControllerUpdate:	在显示每个帧之前调⽤，类似OpenGL中RenderScene函数

• 暂停/恢复通知

回调方法	说明
- glkViewController : willPause:	在渲染循环暂停或恢复之前调⽤

GLKBaseEffect

一种简单光照/着色系统,⽤于基于着⾊器的OpenGL渲染

• 命名Effect

属性	说明
label	给Effect(效果)命名

• 配置模型视图转换

属性	说明
transform	绑定效果时应⽤于顶点数据的模型视图,投影和纹理变换

• 配置光照效果

属性	说明
lightingType	用于计算每个片段的光照策略,GLKLightingType

GLKLightingType枚举	说明
GLKLightingTypePerVertex	表示在三角形中每个顶点执⾏光照计算,然后在三角形进⾏插值
GLKLightingTypePerPixel	表示光照计算的输⼊在三角形内插入,并且在每个片段执行光照计算

• 配置光照

属性	说明
lightModelTwoSided	布尔值,表示为基元的两侧计算光照
material	计算渲染图元光照使⽤的材质属性
lightModelAmbientColor	环境颜⾊,应⽤效果渲染的所有图元.
light0	场景中第⼀个光照属性
light1	场景中第⼆个光照属性
light2	场景中第三个光照属性

• 配置纹理

属性	说明
texture2d0	第一个纹理属性
texture2d1	第⼆个纹理属性
textureOrder	纹理应用于渲染图元的顺序

• 配置雾化

属性	说明
fog	应⽤于场景的雾属性

• 配置颜色信息

属性	说明
colorMaterialEnable	布尔值,表示计算光照与材质交互时是否使⽤颜⾊顶点属性
useConstantColor	布尔值,指示是否使用常量颜⾊
constantColor	不提供每个顶点颜色数据时使⽤常量颜⾊

• 准备绘制效果

方法	说明
- prepareToDraw	准备渲染效果

注意
1、GLKit中最多只有3个光照，2个纹理
2、常量颜色：黑色