OpenGL ES(二)GLKit

這篇文章, 我們簡單介紹一下GLKit. 什么是GLKit呢?

GLKit是蘋果為iOS開發者封裝的可以讓我們可以快速并且簡便的使用OpenGL ES的框架.

GLKit框架提供了功能和類,可以減少創建新的基于著色?的應用程序所需的?作量,或者?持依賴早期版本的OpenGL ES或OpenGL提供的固定函數頂點或片段處理的現有應?程序。

GLKit提供的必要的類GLKView(繼承于UIView, 提供繪圖場所)和GLKViewController(繼承于UIViewController, 用于繪制視圖內容的管理與呈現). 對于iOS開發者而言, so easy!

蘋果在iOS12.0版本之后啟用了OpenGL ES, 使用了自己封裝的框架Metal(后面會介紹到), 但是我們還是可以使用.

下面來介紹一下簡單的使用GLKit繪制圖片的代碼.

首先創建一個GLKViewController來管理視圖.

#import <GLKit/GLKit.h>
#import <OpenGLES/ES3/gl.h>
#import <OpenGLES/ES3/glext.h>

@interface ViewController : GLKViewController
@end

我們都知道OpenGL是一個大的狀態機, 所有在iOS中我們就要使用上下文對象Context, 話不多說上代碼.

- (void)setUpGLKit
{
    //1.初始化上下文&設置當前上下文
    /*
     EAGLContext 是蘋果iOS平臺下實現OpenGLES 渲染層.
     kEAGLRenderingAPIOpenGLES1 = 1, 固定管線
     kEAGLRenderingAPIOpenGLES2 = 2,
     kEAGLRenderingAPIOpenGLES3 = 3,
     */
    EAGLContext *context = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES3];
    [EAGLContext setCurrentContext:context];
    
    創建GLKView
    GLKView *view = (GLKView *)self.view;
    //設置context
    view.context = context;
    
/*3.配置視圖創建的渲染緩存區.
     
     (1). drawableColorFormat: 顏色緩存區格式.
     簡介:  OpenGL ES 有一個緩存區,它用以存儲將在屏幕中顯示的顏色。你可以使用其屬性來設置緩沖區中的每個像素的顏色格式。
     
     GLKViewDrawableColorFormatRGBA8888 = 0,
     默認.緩存區的每個像素的最小組成部分(RGBA)使用8個bit,(所以每個像素4個字節,4*8個bit)。
     
     GLKViewDrawableColorFormatRGB565,
     如果你的APP允許更小范圍的顏色,即可設置這個。會讓你的APP消耗更小的資源(內存和處理時間)
     
     (2). drawableDepthFormat: 深度緩存區格式
     
     GLKViewDrawableDepthFormatNone = 0,意味著完全沒有深度緩沖區
     GLKViewDrawableDepthFormat16,
     GLKViewDrawableDepthFormat24,
     如果你要使用這個屬性(一般用于3D游戲),你應該選擇GLKViewDrawableDepthFormat16
     或GLKViewDrawableDepthFormat24。這里的差別是使用GLKViewDrawableDepthFormat16
     將消耗更少的資源
     
     */
    
    view.drawableColorFormat = GLKViewDrawableColorFormatRGBA8888;
    view.drawableDepthFormat = GLKViewDrawableDepthFormat16;
    view.drawableStencilFormat = GLKViewDrawableStencilFormat8;
    //開啟多重采樣
    view.drawableMultisample = GLKViewDrawableMultisample4X;
}

接下來我們創建頂點坐標和紋理坐標.

- (void)setUpPoints
{
    GLfloat verters[] = {
        0.325f, -0.25f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
        0.325f, 0.25f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,
        -0.325f, 0.25f, 0.0f,  0.0f, 1.0f,
        
        0.325f, -0.25f, 0.0f,  1.0f, 0.0f,
        -0.325f, 0.25f, 0.0f,   0.0f, 1.0f,
        -0.325f, -0.25f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
    };
    
    //生成并綁定緩存數據
    //(1).創建頂點緩存區標識符ID
    GLuint bufferID;
    glGenBuffers(1, &bufferID);
    //(2).綁定頂點緩存區.(明確作用)
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, bufferID);
    //(3).將頂點數組的數據copy到頂點緩存區中(GPU顯存中)
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(verters), verters, GL_STATIC_DRAW);
    
 //3.打開讀取通道.
    /*
     (1)在iOS中, 默認情況下,出于性能考慮,所有頂點著色器的屬性(Attribute)變量都是關閉的.
     意味著,頂點數據在著色器端(服務端)是不可用的. 即使你已經使用glBufferData方法,將頂點數據從內存拷貝到頂點緩存區中(GPU顯存中).
     所以, 必須由glEnableVertexAttribArray 方法打開通道.指定訪問屬性.才能讓頂點著色器能夠訪問到從CPU復制到GPU的數據.
     注意: 數據在GPU端是否可見,即,著色器能否讀取到數據,由是否啟用了對應的屬性決定,這就是glEnableVertexAttribArray的功能,允許頂點著色器讀取GPU(服務器端)數據。
   
    (2)方法簡介
    glVertexAttribPointer (GLuint indx, GLint size, GLenum type, GLboolean normalized, GLsizei stride, const GLvoid* ptr)
   
    功能: 上傳頂點數據到顯存的方法(設置合適的方式從buffer里面讀取數據)
    參數列表:
        index,指定要修改的頂點屬性的索引值,例如
        size, 每次讀取數量。(如position是由3個(x,y,z)組成,而顏色是4個(r,g,b,a),紋理則是2個.)
        type,指定數組中每個組件的數據類型。可用的符號常量有GL_BYTE, GL_UNSIGNED_BYTE, GL_SHORT,GL_UNSIGNED_SHORT, GL_FIXED, 和 GL_FLOAT,初始值為GL_FLOAT。
        normalized,指定當被訪問時,固定點數據值是否應該被歸一化(GL_TRUE)或者直接轉換為固定點值(GL_FALSE)
        stride,指定連續頂點屬性之間的偏移量。如果為0,那么頂點屬性會被理解為:它們是緊密排列在一起的。初始值為0
        ptr指定一個指針,指向數組中第一個頂點屬性的第一個組件。初始值為0
     */
    //開啟頂點緩存
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribPosition);
    
    //從數組中加載頂點數據
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribPosition, 3, GL_FLOAT, false, sizeof(GL_FLOAT)*5, (GLfloat *)NULL + 0);
    
    //開啟紋理緩存
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribTexCoord0);
    
    //從數組中加載紋理數據
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribTexCoord0, 2, GL_FLOAT, false, sizeof(GL_FLOAT)*5, (GLfloat *)NULL + 3);
    
}

使用GLKBaseEffect進行渲染

-(void)setUpTexture
{
    //1.獲取紋理圖片路徑
    NSString *filePath = [[NSBundle mainBundle]pathForResource:@"zzh" ofType:@"jpg"];
    
    //2.設置紋理參數
    //紋理坐標原點是左下角,但是圖片顯示原點應該是左上角.
    NSDictionary *options = [NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:@(1),GLKTextureLoaderOriginBottomLeft, nil];
    
    GLKTextureInfo *textureInfo = [GLKTextureLoader textureWithContentsOfFile:filePath options:options error:nil];
    
    //3.使用蘋果GLKit 提供GLKBaseEffect 完成著色器工作(頂點/片元)
    cEffect = [[GLKBaseEffect alloc]init];
    cEffect.texture2d0.enabled = GL_TRUE;
    cEffect.texture2d0.name = textureInfo.name;
}

最后實現以下渲染的代理方法

#pragma mark -- GLKViewDelegate
//繪制視圖的內容
/*
 GLKView對象使其OpenGL ES上下文成為當前上下文,并將其framebuffer綁定為OpenGL ES呈現命令的目標。然后,委托方法應該繪制視圖的內容。
*/
- (void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect
{
    //1.
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    
    //2.準備繪制
    [cEffect prepareToDraw];
    
    //3.開始繪制
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6);
    
}
以上就是使用GLKit繪制圖片, 如果想更了解GLKit, 可以選擇看一下蘋果官方文檔對于GLKit的介紹, 還是很詳細的.
GLKit是蘋果為iOS開發者封裝好的類似于固定管線, 下篇文章我們介紹一下使用GLSL繪制圖片.
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