前言

工作需要, 要做openGL渲染ffmpeg解码后的yuv420格式的视频流, 索性就把openGL学习一下

正文

概念性的东西百度有很多, 就不废话了, 第一天主要是基本使用, 目标是实现一个基本的静态图形渲染.

注: openGL里面很多的属性值和宏都是在ios的基础上加了GL前缀, 所以当你看到GL_TRUE, GL_FLOAT的时候, 其实他就是true 和 float 别被吓到

1. 两个控件

这两个是基础, 别管为什么, 先添加到属性

//openGL渲染上下文, 请类比CGContextRef
@property (nonatomic, strong) EAGLContext *context;
//这个东西主要负责视觉效果
@property (nonatomic, strong) GLKBaseEffect *effect;

2. 控制器

控制器请继承自 GLKViewController

3. 初始化

在viewDidload方法中添加如下代码:

    
    //设置当前使用的context使用的api版本
    self.context = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES2];
    //设置当前的context
    [EAGLContext setCurrentContext:self.context];
    
    //设置视图的渲染属性
    GLKView *view = (GLKView *)self.view;
    view.context = self.context;
    //颜色渲染格式
    view.drawableColorFormat = GLKViewDrawableColorFormatRGBA8888;
    //模板渲染格式
    view.drawableDepthFormat = GLKViewDrawableDepthFormat24;
    
    
    //初始化视觉管理对象
    self.effect = [[GLKBaseEffect alloc] init];
    //光照效果
    self.effect.light0.enabled = GL_TRUE;
    //设置光照颜色 RGBA格式
    self.effect.light0.diffuseColor = GLKVector4Make(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);

初始化完毕

4. 两个代理方法

先介绍两个代理方法, 这两个代理方法可以在GLKViewDelegate中找到, 在程序运行的过程中, 这两个方法在不断的切换执行, 有兴趣的可以打断点看一下. 两个代理方法的作用看注释.

//渲染代码放在这里
- (void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect {
 
}
//场景变化放在这里
- (void)update {

}

在Controller里实现这两个代理方法, 稍后的渲染会在这里面执行.

5. 图形

因为本文的目标是实现一个简单的静态图形, 所以构造如下一个图形:

    //从左到右, 依次是  顶点X, Y, Z, 法线X, Y, Z, 纹理S, T
    //顶点位置用于确定在什么地方显示，法线用于光照模型计算，纹理则用在贴图中。
    GLfloat squareVertexData[48] = {
        0.5f, 0.5f, -0.9f,      0.0f, 0.0f, 1.0f,       1.0f, 1.0f,
        -0.5f, 0.5f, -0.9f,     0.0f, 0.0f, 1.0f,       0.0f, 1.0f,
        0.5f, -0.5f, -0.9f,     0.0f, 0.0f, 1.0f,       1.0f, 0.0f,
        0.5f, -0.5f, -0.9f,     0.0f, 0.0f, 1.0f,       1.0f, 0.0f,
        -0.5f, 0.5f, -0.9f,     0.0f, 0.0f, 1.0f,       0.0f, 1.0f,
        -0.5f, -0.5f, -0.9f,    0.0f, 0.0f, 1.0f,       0.0f, 0.0f,
    };

GLfloat的一个数组, 其实就是一个 float的数组, 数组中的值对应的概念看注释
注意, 此时手机/模拟器的原点是在屏幕的中心位置, 我们先搞平面效果, 所以暂时不考虑Z轴
只关注每一行的前2个坐标点. 可以在坐标轴上大概画出这个图形, 是一个正方形
至于为什么会有重复点, 这个稍后再说.

6. 设置渲染缓冲区

设置一个渲染的缓冲区域, 概念不清楚的请类比于一个缓存, context对象要从这个缓存里面拿数据来进行渲染.

    //声明一个缓冲区的标识（GLuint类型）
    GLuint buffer;
    //让OpenGL自动分配一个缓冲区空间
    glGenBuffers(1, &buffer);
    //绑定这个缓冲区到当前“Context”
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, buffer);
    //将我们前面预先定义的顶点数据“squareVertexData”复制进这个缓冲区中。
    //注：参数“GL_STATIC_DRAW”，它表示此缓冲区内容只能被修改一次，但可以无限次读取。
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(squareVertexData), squareVertexData, GL_STATIC_DRAW);

一个与当先context绑定的缓冲区被分配出来, 接下来要渲染什么图形, 只需要把对应的数据放到缓冲区, 这样context会在程序运行的时候不断地从缓冲区拿数据然后渲染到界面上.

7. 填充数据进缓冲区

上述声明只是告诉context要渲染一个名字叫做squareVertexData的图形, 但是具体怎么渲染并没有告诉context, 接下来要做的就是告诉context如何渲染

因为图形坐标包括了 位置, 法线, 纹理. 所以要分别把三部分添加到context的缓冲区.

    /**
     填充数据, 参数含义分别为:
     
     顶点属性索引（这里是位置/法线/纹理）、
     3个分量的矢量、
     类型是浮点（GL_FLOAT）、
     填充时不需要单位化（GL_FALSE）、
     在数据数组中每行的跨度是32个字节（4*8=32。从预定义的数组中可看出，每行有8个GL_FLOAT浮点值，而GL_FLOAT占4个字节，因此每一行的跨度是4*8）。
     最后一个参数是一个偏移量的指针，用来确定“第一个数据”将从内存数据块的什么地方开始。
     */


    //位置
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribPosition);
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribPosition, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 4*8, (char *)NULL + 0);
    
    //法线
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribNormal);
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribNormal, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 4*8, (char *)NULL + 12);
    
    //纹理
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribTexCoord0);
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribTexCoord0, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 4*8, (char *)NULL + 24);
    //加载纹理内容
    //GLKit加载纹理，默认都是把坐标设置在“左上角”。然而，OpenGL的纹理贴图坐标却是在左下角，这样刚好颠倒。
    NSDictionary *options = @{ GLKTextureLoaderOriginBottomLeft : @YES };
    NSString *filePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"222.jpg" ofType:nil];
    GLKTextureInfo *textureInfo = [GLKTextureLoader textureWithContentsOfFile:filePath options:options error:nil];
    self.effect.texture2d0.enabled = GL_TRUE;
    self.effect.texture2d0.name = textureInfo.name;

8. 开始渲染

准备工作搞定, 剩下的就是要开始渲染了.

//渲染代码放在这里
- (void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect {
    glClearColor(0.3f, 0.6f, 1.0f, 1.0f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    
    [self.effect prepareToDraw];
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6);


}
//场景变化放在这里
- (void)update {
    
    //修改投影矩阵
    //加下面的代码, 是因为如果不加, 默认的屏幕长宽比和openGL的长宽比不一致, 会导致有一个方向被拉伸
    CGSize size = self.view.bounds.size;
    //算出屏幕的纵横比
    float aspect = fabs(size.width / size.height);

    GLKMatrix4 projectionMatrix = GLKMatrix4MakePerspective(GLKMathDegreesToRadians(65.0), aspect, 0.1f, 10.0f);
    self.effect.transform.projectionMatrix = projectionMatrix;
    
    GLKMatrix4 modelViewMatrix = GLKMatrix4Translate(GLKMatrix4Identity, 0.0f, 0.0f, -1.0f);
    self.effect.transform.modelviewMatrix = modelViewMatrix;
}

运行, 代码到这个阶段, 已经打到了本文的目标, 把一个静态的图片渲染到一个指定的数据图形上.

后记

本章的内容暂时到这里, 接下来会有更多的使用教程逐步更新. 欢迎订阅.

代码在这