GLKit

GLKit 官方文档

GLKit 框架的设计目标是为了简化基于 OpenGL/OpenGL ES 的应用开发。它的出现加快 OpenGL ES 或 OpenGL 的应⽤程序开发。使⽤数学库，背景纹理加载，预先创建的着色器效果，以及标准视图和视图控制器来实现渲染循环。GLKit 框架提供了功能和类，可以减少创建新的基于着色器的应用程序所需的工作量，或者⽀持依赖早期版本的 OpenGL ES 或 OpenGL 提供的固定函数顶点或片段处理的现有应⽤程序。

⚠️苹果在 iOS 12 已弃用 OpenGL ES ,但 iOS 开发者可以继续使用⚠️

GLKit 功能：

1. 加载纹理
2. 提供高性能的数学运算
3. 提供常见的着色器
4. 提供视图以及视图控制器

• GLKView 提供绘制场所（View）
• GLKViewController（扩展于标准的 UIKit 设计模式，用于绘制视图内容的管理与呈现）

使用 GLKit 视图呈现 OpenGL ES 内容

官方说明

常用 API

GLKit 纹理加载

GLKTextureInfo 创建 OpenGL 纹理信息

常见属性：

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

//初始化⼀个新的纹理加载到对象中
- (instancetype)initWithSharegroup:(EAGLSharegroup *)sharegroup;

//初始化一个新的纹理加载对象
- (instancetype)initWithShareContext:(NSOpenGLContext *)context;

• 从文件中加载处理

//从⽂件加载2D纹理图像并从数据中创建新的纹理
+ (GLKTextureInfo *)textureWithContentsOfFile:(NSString *)path options:(NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options  error:(NSError * *)outError;

//从⽂件中异步加载2D纹理图像,并根据数据创建新纹理
- (void)textureWithContentsOfFile:(NSString *)path options:(NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options queue:(dispatch_queue_t)queue completionHandler:(GLKTextureLoaderCallback)block;

• 从 URL 加载处理

// 从 URL 加载 2D 纹理图像并从数据创建新纹理
+ (GLKTextureInfo *)textureWithContentsOfURL:(NSURL *)url options:(NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options error:(NSError **)outError;

// 从 URL 异步加载 2D 纹理图像，并根据数据创建新纹理
- (void)textureWithContentsOfURL:(NSURL *)url options:(NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options queue:(dispatch_queue_t)queue completionHandler:(GLKTextureLoaderCallback)block;

• 从内存中表示创建纹理

// 从内存空间加载 2D 纹理图像,并根据数据创建新纹理
+ (GLKTextureInfo *)textureWithContentsOfData:(NSData *)data options:(NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options error:(NSError **)outError;

// 从内存空间异步加载 2D 纹理图像,并从数据中创建新纹理
- (void)textureWithContentsOfData:(NSData *)data options:(NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options queue:(dispatch_queue_t)queue completionHandler:(GLKTextureLoaderCallback)block;

• 从 CGImages 创建纹理

// 从 Quartz 图像 加载 2D 纹理图像并从数据创建新纹理
+ (GLKTextureInfo *)textureWithCGImage:(CGImageRef)cgImage options:(NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options error:(NSError **)outError;

// 从 Quartz 图像异步加载 2D 纹理图像，并根据数据创建新纹理
- (void)textureWithCGImage:(CGImageRef)cgImage options:(NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options queue:(dispatch_queue_t)queue completionHandler:(GLKTextureLoaderCallback)block;

• 从URL加载多维创建纹理

//从单个 URL 加载⽴方体贴图纹理图像，并根据数据创建新纹理
+ (GLKTextureInfo*)cubeMapWithContentsOfURL:(NSURL *)url options:(NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options error:(NSError **)outError;

//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
- (void)cubeMapWithContentsOfURL:(NSURL *)url options:(NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options queue:(dispatch_queue_t)queue completionHandler:(GLKTextureLoaderCallback)block;

• 从文件加载多维数据创建纹理

// 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
+ (GLKTextureInfo*)cubeMapWithContentsOfFile:(NSString *)path options:(NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options error:(NSError **)outError;

// 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
- (void)cubeMapWithContentsOfFile:(NSString *)path options:(NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options queue:(dispatch_queue_t)queue completionHandler:(GLKTextureLoaderCallback)block;

// 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
+ (GLKTextureInfo*)cubeMapWithContentsOfFiles:(NSArray<id> *)paths options:(NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options error:(NSError **)outError;

//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
- (void)cubeMapWithContentsOfFiles:(NSArray<id> *)paths options:(NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options queue:(dispatch_queue_t)queue completionHandler:(GLKTextureLoaderCallback)block;

GLKit OpenGL ES视图渲染 API

GLKView 使用 OpenGL ES 绘制内容的视图默认实现

• 初始化

- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame context:(EAGLContext *)context;

• delegate 视图的代理

• 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

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

context  //绘制视图内容时使用的 OpenGL ES 上下⽂
- (void)bindDrawable;  //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
- (void)display; 立即重绘视图内容
snapshot  //绘制视图内容并将其作为新图像对象返回

• 删除视图 FrameBuffer 对象

- (void)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
- (void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect;

GLKViewController 管理 OpenGL ES 渲染循环的视图控制器

• 更新

// 更新视图内容
- (void) update; 

// 更新视图控制器显示
- (void)glkViewControllerUpdate:(GLKViewController *)controller;

• 配置帧速率

preferredFramesPerSecond    //视图控制器调⽤视图以及更新视图内容的速率
framesPerSecond           //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

delegate  //视图控制器的代理

• 控制帧更新

paused  //布尔值，渲染循环是否已暂停
pausedOnWillResignActive  //布尔值，当前程序重新激活动状态时视图控制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动恢复呈现循环

• 获取有关 View 更新信息

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 渲染回调方法

• 处理理更更新事件

// 在显示每个帧之前调⽤，类似 OpenGL 中 RenderScene 函数
- (void)glkViewControllerUpdate:(GLKViewController *)controller;

• 暂停/恢复通知

// 在渲染循环暂停或恢复之前调⽤
- (void)glkViewController:(GLKViewController *)controller willPause:(BOOL)pause;

GLKBaseEffect 一种简单光照/着⾊系统，⽤于基于着⾊器 OpenGL 渲染

• 命名 Effect

label  //给Effect(效果)命名

• 配置模型视图转换

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

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

GLKLightingType	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

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

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

fog  //应⽤于场景的雾属性

• 配置颜色信息

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

// 准备渲染效果
- (void) prepareToDraw;