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OpenGL ES 入门 — 1.HelloWorld 绘制图片

OpenGL ES 入门 — 1.HelloWorld 绘制图片

作者: 沈枫_ShenF | 来源:发表于2019-05-02 01:43 被阅读0次

    > 作为入门的小Demo,先带大家学习怎样在屏幕上渲染一张图片。

    其实很简单:

    先定义两个属性。

    ```

    EAGLContext *context; //EAGLContent是苹果在ios平台下实现的opengles渲染层,用于渲染结果在目标surface上的更新。

    GLKBaseEffect *mEffect;//着色器或者光照

    ```

    在viewDidLoad中调用自定义方法。

    ```

    - (void)viewDidLoad {

        [super viewDidLoad];

        //1.设置OpenGL ES 配置

        [self setUpConfig];

        //2.加载顶点数据

        [self uploadVertexArray];

        //3.加载纹理

        [self uploadTexture];

    }

    ```

    # 1. 设置OpenGL ES 配置

    由于OpenGL ES 没有提供窗口层,托管系统(iOS、安卓)必须提供函数来创建一个能够接受OpenGL ES命令的渲染上下文,以及写入任何绘制命令结果的缓冲区。

    ```

    //新建OpenGL ES上下文

        context = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES3];//这里用的是opengles3.

        if (!context) {

            NSLog(@"创建上下文失败!");

            return;

        }

    ```

    `EAGLContent`就是接受OpenGL ES命令的渲染上下文,是苹果在ios平台下实现的OpenGL ES渲染层,用于渲染结果在目标surface上的更新。

    其中初始化参数API有以下几种:

    - kEAGLRenderingAPIOpenGLES1 ->OpenGL ES 1.0,固定管线。

    - kEAGLRenderingAPIOpenGLES2 ->OpenGL ES 2.0,非固定管线。

    - kEAGLRenderingAPIOpenGLES3 ->OpenGL ES 3.0,也是非固定管线,比2.0多了一些API而已。

    接下来将context绑定到view上,这里需要在storyBoard中把控制器的view改为GLKView,当然如果你要用storyBoard的话。

    ![修改viewController中的view](https://img.haomeiwen.com/i1477238/83f2f57f0c16dcb9.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

    ```

    //创建一个OpenGL ES上下文并将其分配给从storyboard加载的视图

    GLKView * view  = (GLKView *)self.view;

    view.context = context;

    ```

    同时,配置视图创建所需要的渲染缓冲区,有四个缓冲区可以设置:

    - 颜色缓冲区,它用以存储将在屏幕中显示的颜色。你可以使用GLKView的`drawableColorFormat`属性来设置缓冲区中的每个像素的颜色格式。

    ```

    view.drawableColorFormat = GLKViewDrawableColorFormatRGBA8888;

    ```

    GLKViewDrawableColorFormatRGBA8888:即缓存区的每个像素的最小组成部分(RGBA)使用8个bit,所以每个像素4个字节,4*8个bit,默认格式。

    GLKViewDrawableColorFormatRGB565:如果你的APP允许更小范围的颜色,即可设置这个。会让你的APP消耗更小的资源(内存和处理时间)。

    - 深度缓冲区,保存深度值,OpenGL在深度测试时会把接近观察者的对象的所有像素存储到深度缓冲区,当开始绘制一个像素时,OpenGL首先检查深度缓冲区,看是否已经绘制了更接近观察者的什么东西,如果是则忽略它,不用绘制它了,否则把它增加到深度缓冲区和颜色缓冲区进行绘制处理。

    通过`drawableDepthFormat`属性设置深度缓冲区。

    ```

    view.drawableDepthFormat = GLKViewDrawableDepthFormat24;

    ```

    GLKViewDrawableDepthFormatNone:完全没有深度缓冲区。

    GLKViewDrawableDepthFormat16:用于一般简单的2D场景中,将消耗更少的资源,但是当对象非常接近彼此时,你可能存在渲染问题。

    GLKViewDrawableDepthFormat24: 用于3D游戏。

    - stencil(模板)缓冲区,它帮助你把绘制区域限定到屏幕的一个特定部分。它还用于像影子一类的事物,比如你可以使用stencil缓冲区确保影子投射到地板。

    ```

    view.drawableStencilFormat = GLKViewDrawableStencilFormat8;

    ```

    GLKViewDrawableStencilFormatNone:没有stencil缓冲区。

    GLKViewDrawableStencilFormat8。

    - 多重采样缓冲区,用于抗锯齿,它将一个像素分成更小的单元, 并在更细微的层面上多次调用fragment shader,之后它将返回的颜色合并,生成更光滑的几何边缘效果,但是该属性比较占用内存,耗时。

    ```

    view.drawableMultisample = GLKViewDrawableMultisample4X;

    ```

    GLKViewDrawableMultisampleNone:没有多重采样缓冲区。

    GLKViewDrawableMultisample4X。

    ```

    [EAGLContext setCurrentContext:context]; //设置当前缓冲区。

    glEnable(GL_DEPTH_TEST); //开启深度测试,就是让离你近的物体可以遮挡离你远的物体。

    glClearColor(0.1, 0.2, 0.3, 1); //设置surface的清除颜色,也就是渲染到屏幕上的背景色。

    ```

    # 2. 加载顶点数据

    ```

    //顶点数据,前三个是顶点坐标(x、y、z轴),后面两个是纹理坐标(x,y)

    GLfloat vertexData[] = {

            0.5, -0.5, 0.0f,    1.0f, 0.0f, //右下

            0.5, 0.5, -0.0f,    1.0f, 1.0f, //右上

            -0.5, 0.5, 0.0f,    0.0f, 1.0f, //左上

            0.5, -0.5, 0.0f,    1.0f, 0.0f, //右下

            -0.5, 0.5, 0.0f,    0.0f, 1.0f, //左上

            -0.5, -0.5, 0.0f,  0.0f, 0.0f, //左下

        };

    ```

    顶点坐标,OpenGLES的世界坐标系是[-1, 1],故而点(0, 0)是在屏幕的正中间。

    纹理坐标系的取值范围是[0, 1],原点是在左下角。故而点(0, 0)在左下角,点(1, 1)在右上角。

    开启顶点缓冲区:

    ```

    //顶点缓存区

        GLuint buffer;

        //申请一个缓存区标识符

        glGenBuffers(1, &buffer);

        //glBindBuffer把标识符绑定到GL_ARRAY_BUFFER上

        glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, buffer);

        //glBufferData把顶点数据从CPU内存复制到GPU内存

        glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertexData), vertexData, GL_STATIC_DRAW);

    ```

    开启对应的顶点属性:

    ```

    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribPosition);

    ```

    默认情况下,出于性能考虑,所有顶点着色器的属性(Attribute)变量都是disable的,意味着哪怕数据已经上传到GPU,顶点着色器也不能读取到数据。由`glEnableVertexAttribArray`启用指定属性,才可在顶点着色器中访问顶点的属性数据。

    设置合适的格式从buffer里面读取数据:

    ```

    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribPosition, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 5, (GLfloat *)NULL + 0);

    ```

    glVertexAttribPointer (GLuint indx, GLint size, GLenum type, GLboolean normalized, GLsizei stride, const GLvoid* ptr)

    是用来上传顶点数据到显卡的方法。

    参数解释:

    - indx: 指定要修改的顶点属性的索引值

    - size : 指定每个顶点属性的组件数量。必须为1、2、3或者4。初始值为4。(如position是由3个(x,y,z)组成,而颜色是4个(r,g,b,a))

    - type : 指定数组中每个组件的数据类型。可用的符号常量有GL_BYTE, GL_UNSIGNED_BYTE, GL_SHORT,GL_UNSIGNED_SHORT, GL_FIXED, 和 GL_FLOAT,初始值为GL_FLOAT。

    - normalized : 指定当被访问时,固定点数据值是否应该被归一化(GL_TRUE)或者直接转换为固定点值(GL_FALSE)

    - stride : 指定连续顶点属性之间的偏移量。如果为0,那么顶点属性会被理解为:它们是紧密排列在一起的。初始值为0

    - ptr    : 就是一个指针,指向的是需要上传到顶点数据指针,通常是数组名的偏移量,指向数组中第一个顶点属性的第一个组件,上面(GLfloat *)NULL + 0 指针,指向数组首地址。

    开启纹理的顶点属性:

    ```

    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribTexCoord0);

    ```

    通过(GLfloat *)NULL + 3,指到纹理数据:

    ```

    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribTexCoord0, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 5, (GLfloat * )NULL + 3);

    ```

    # 3. 加载纹理

    ```

    -(void)uploadTexture

    {

        //获取纹理图片保存路径

        NSString *filePath = [[NSBundle mainBundle]pathForResource:@"sf" ofType:@"jpg"];

        //GLKTextureLoaderOriginBottomLeft,纹理坐标是相反的

        NSDictionary *options = [NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:@(1), GLKTextureLoaderOriginBottomLeft,NULL];

        GLKTextureInfo *textureInfo = [GLKTextureLoader textureWithContentsOfFile:filePath options:options error:NULL];

        //着色器

        mEffect = [[GLKBaseEffect alloc]init];

        //第一个纹理属性

        mEffect.texture2d0.enabled = GL_TRUE;

        //纹理的名字

        mEffect.texture2d0.name = textureInfo.name;

    }

    ```

    # 4. 在GLKViewDelegate的代理方法中启动着色器

    ```

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

    {

        glClearColor(0.3f, 0.6f, 1.0f, 1.0f);

        //清除surface内容,恢复至初始状态

        glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

        //启动着色器

        [mEffect prepareToDraw];

        glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6);

    }

    ```

    最后完成效果:

    ![那年夕阳下的奔跑,那是我逝去的青春](https://img.haomeiwen.com/i1477238/7ca98d62ab688930.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

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