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GLKit-绘制旋转的正方体

GLKit-绘制旋转的正方体

作者: 远方竹叶 | 来源:发表于2020-07-28 15:04 被阅读0次

    本案例实现一个旋转的正方体,最终实现效果如下

    整个流程主要分为五部分:

    1. setupConfig:主要进行初始化的工作;
    2. setupVertexs:设置顶点&纹理坐标数据&法线、打开通道
    3. setupTexture:设置纹理参数&初始化 GLKBaseEffect
    4. 添加定时器:计算旋转角度并修改矩阵堆栈,重新渲染立方体,以实现立方体的旋转
    5. glkView:drawInRect: 视图的绘制

    一. setupConfig

    主要是一些初始化工作

    创建上下文,并设置当前上下文

    //1. 创建上下文
    EAGLContext *context = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES2];
    //2. 设置当前上下文
    [EAGLContext setCurrentContext:context];
    

    创建GLKView并设置代理

    CGRect frame = CGRectMake(0, 100, self.view.frame.size.width, self.view.frame.size.width);
    self.glkView = [[GLKView alloc] initWithFrame:frame context:context];
    self.glkView.backgroundColor = [UIColor clearColor];
    self.glkView.delegate = self;
    

    配置深度缓冲区

    self.glkView.drawableDepthFormat = GLKViewDrawableDepthFormat24;
    //默认是(0, 1),这里用于翻转 z 轴,使正方形朝屏幕外
    glDepthRangef(1, 0);
    

    将 GLKView 添加 self.view 上

    [self.view addSubview:self.glkView];
    

    二. setupVertexs

    设置顶点数据(顶点坐标&纹理坐标&法线),并将这些数据从CPU拷贝至GPU

    设置顶点数据

    顶点数据这里使用 C 语言中的结构体赋值

    结构体定义
    typedef struct {
        GLKVector3  positionCoord;  //顶点坐标
        GLKVector2  textureCoord;   //纹理坐标
        GLKVector3  normal;         //法线
    } LVertex;
    

    开辟顶点数据空间,并给顶点赋值

    self.vertexs = malloc(sizeof(LVertex) * kCoordCount);
    
    //这里给出一个面的顶点数据作为参考,完整的代码见后面给出的 demo 链接
    self.vertexs[0] = (LVertex){{-0.5, 0.5, 0.5}, {0, 1}, {0, 0, 1}};
    self.vertexs[1] = (LVertex){{-0.5, -0.5, 0.5}, {0, 0}, {0, 0, 1}};
    self.vertexs[2] = (LVertex){{0.5, 0.5, 0.5}, {1, 1}, {0, 0, 1}};
    self.vertexs[3] = (LVertex){{-0.5, -0.5, 0.5}, {0, 0}, {0, 0, 1}};
    self.vertexs[4] = (LVertex){{0.5, 0.5, 0.5}, {1, 1}, {0, 0, 1}};
    self.vertexs[5] = (LVertex){{0.5, -0.5, 0.5}, {1, 0}, {0, 0, 1}};
    

    开辟顶点缓存区

    glGenBuffers(1, &_vertexBuffer);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, _vertexBuffer);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(LVertex) *kCoordCount, self.vertexs, GL_STATIC_DRAW);
    

    打开通道

    attribute 的开关在ios中是默认关闭的,需要使用代码手动开启,这里需要打开 顶点、纹理和法线三个开关

    //顶点数据
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribPosition);
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribPosition, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(LVertex), NULL + offsetof(LVertex, positionCoord));
    
    //纹理数据
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribTexCoord0);
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribTexCoord0, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(LVertex), NULL + offsetof(LVertex, textureCoord));
    
    //法线数据
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribNormal);
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribNormal, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(LVertex), NULL + offsetof(LVertex, normal));
    
    

    三. setupTexture

    主要是获取纹理图片、设置纹理参数以及初始化 GLKBaseEffect

    获取纹理图片路径

    NSString *imageFilePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"timg" ofType:@"png"];
    UIImage *image = [UIImage imageWithContentsOfFile:imageFilePath];
    

    设置纹理参数

    NSDictionary *options = @{GLKTextureLoaderOriginBottomLeft:@(1)};
    GLKTextureInfo *textInfo = [GLKTextureLoader textureWithCGImage:[image CGImage] options:options error:nil];
    

    使用 GLKBaseEffect

    self.baseEffect = [[GLKBaseEffect alloc] init];
    self.baseEffect.texture2d0.name = textInfo.name;
    self.baseEffect.texture2d0.target = textInfo.target;
    

    addDisplayLinkTimer

    初始化定时器,并将定时器加入 runloop 中,用于立方体旋转效果的实现

    self.angle = 0;
    self.displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(updateTimer)];
    [self.displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSRunLoopCommonModes];
    

    旋转

    CADisplayLink 定时器的刷新的频率与屏幕刷新频率一致,每次刷新都需要计算旋转角度

    - (void)updateTimer
    {
        //1.计算旋转度数
        self.angle = (self.angle + 5) % 360;
        
        //2.修改baseEffect.transform.modelviewMatrix
        self.baseEffect.transform.modelviewMatrix = GLKMatrix4MakeRotation(GLKMathDegreesToRadians(self.angle), 0.3, 1.0, 0.7);
        
        //重新渲染
        [self.glkView display];
    }
    

    四. GLKView 代理

    绘制视图的内容,并根据定时器的旋转变换,重新渲染视图

    - (void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect
    {
        //1. 开启深度测试
        glEnable(GL_DEPTH_TEST);
        //2. 清除颜色缓存区&深度缓存区
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
        
        //3. 准备绘制
        [self.baseEffect prepareToDraw];
        
        //4. 绘图
        glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, kCoordCount);
    }
    

    五. 开启光照效果

        //开启光照效果
        self.baseEffect.light0.enabled = YES;
        //漫反射颜色
        self.baseEffect.light0.diffuseColor = GLKVector4Make(1, 1, 1, 1);
        //光源位置
        self.baseEffect.light0.position = GLKVector4Make(-0.5, -0.5, 5, 1);
    

    完整代码见 GitHub OpenGL_ES_CubeImage

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