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iOS开发之OpenGL ES(二)—GLKit

2017-03-10  本文已影响1939人  绿豆粥与茶叶蛋

前言：

这篇文章是作者iOS开发之OpenGL ES系列文章的第二篇，将结合一个使用OpenGL ES渲染一个三角形的Demo来讲解GLKit，以及提供给GPU的数据都应该放入缓存中，为缓存提供数据的7个步骤，虽然只有一个三角形，但是执行OpenGL ES渲染的步骤与更复杂场景的步骤是一致的。
注：（如果你觉得我的文章有所帮助，点个喜欢或关注。您的每一份鼓励都是我前进的动力😝）

本文系列第一篇：初见篇已经完结，感兴趣可以看看：
iOS开发之OpenGL ES—初见

正文：

GLKit是苹果iOS 5引入的一个为简化OpenGL ES的使用的框架，它为OpenGL ES的使用提供了相关的类和函数，GLKit是Cocoa Touch以及多个其他的框架（包含UIKit）的一部分。而GLKView和GLKViewController类名字中的GLK前缀表明这些类是GLKit框架的一部分。
GLKViewController类是支持OpenGL ES特有的行为和动画时的UIViewController的内建子类。
GLKView是Cocoa Touch UIView类的内建子类。GLKView简化了通过用Core Animation层来自动创建并管理帧缓存和渲染缓存共享内存所需要做的工作。GLKView相关的GLKViewController实例是视图的委托并接收当视图需要重绘时的消息。

OpenGL ES 01-GLKit示例：
ViewController类的interface
#import <GLKit/GLKit.h>
@interface ViewController : GLKViewController
{
    GLuint vertexBufferID;
}
@property (nonatomic,strong) GLKBaseEffect *baseEffect;
@end
ViewController类的实现
typedef struct{
    GLKVector3 positionCoords;
}SceneVertex;
static const SceneVertex vertices[] = {
    {{-0.5f,-0.5f,0.0}},//lower left corner
    {{0.5f,-0.5f,0.0}},//lower right corner
    {{-0.5f,0.5f,0.0}}//upper left corner
};
  1. 为缓存生成一个独一无二的标识符。
    glGenBuffers(1, &vertexBufferID)
    参数1：要生成缓存标识符的数量
    参数2：指向生成的标识符的内存保存位置的指针
  2. 为接下来的运算绑定缓存。
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vertexBufferID)
    参数1：用于指定要绑定那一种类型的缓存，OPenGL ES2.0对于glbindBuffer()的实现只支持两种类型的缓存
    GL_ARRAY_BUFFER：顶点缓冲区对象
    GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER：顶点索引缓冲区对象
    参数2：要绑定缓存的标识符
  3. 复制数据到缓存中。
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
    参数1：指定要更新当前上下文中所绑定的是哪一种缓存
    参数2：指定要复制这个缓存字节的数量
    参数3：复制的字节的地址
    参数4：缓存在未来的运算中可能将会被怎样使用
    GL_STATIC_DRAW提示会告诉上下文，缓存中的内容适合复制到GPU控制的内存，因为很少对其修改
    GL_DYNAMIC_DRAW会告诉上下文，缓存内的数据会频繁改变，同时提示OpenGL ES以不同的方式来处理缓存的存储
    viewDidLoad {}中的整体代码如下：
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    GLKView *view = (GLKView *)self.view;
    //使用NSAssert()函数的一个运行时检查会验证self.view是否为正确的类型
    NSAssert([view isKindOfClass:[GLKView class]], @"viewcontroller’s view is not a GLKView");
    
    view.context = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES2];//分配一个新的EAGLContext的实例，并将它初始化为OpenGL ES 2.0
    [EAGLContext setCurrentContext:view.context];//在任何其他的OpenGL ES配置或者渲染之前，应用的GLKview实例的上下文属性都要设置为当前

    self.baseEffect = [[GLKBaseEffect alloc] init];
    self.baseEffect.useConstantColor = GL_TRUE;
    self.baseEffect.constantColor = GLKVector4Make(0.4f,//red
                                                   0.6f,//green
                                                   0.2f,//blue
                                                   1.0f);//alpha
    
    glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);//设置当前OpenGL ES的上下文的“清除颜色”为不透明白色
    /*
     *参数一：要生成缓存标识符的数量
     *参数二：指向生成的标识符的内存保存位置的指针
     */
    glGenBuffers(1, &vertexBufferID);//为缓存生成一个独一无二的标识符
    
    /*
     *参数一：用于指定要绑定那一种类型的缓存，OPenGL ES2.0对于glbindBuffer()的实现只支持两种类型的缓存
     GL_ARRAY_BUFFER：顶点缓冲区对象
     GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER 顶点索引缓冲区对象
     参数二：要绑定缓存的标识符
     */
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vertexBufferID);//为接下来的应用绑定缓存
    
    /*
     *参数1：指定要更新当前上下文中所绑定的是哪一种缓存
     *参数2：指定要复制这个缓存字节的数量
     *参数3：复制的字节的地址
     *参数4：缓存在未来的运算中可能将会被怎样使用
     GL_STATIC_DRAW提示会告诉上下文，缓存中的内容适合复制到GPU控制的内存，因为很少对其修改
     GL_DYNAMIC_DRAW会告诉上下文，缓存内的数据会频繁改变，同时提示OpenGL ES以不同的方式来处理缓存的存储
     */
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
}

//这个方法每帧都执行一次（循环执行），执行频率与屏幕刷新率相同，iPhone屏幕的刷新频率是60Hz
- (void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect{
    [self.baseEffect prepareToDraw];
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    
    //启动顶点缓存渲染操作
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribPosition);
    
    /*告诉OpenGL ES顶点数据在哪里，以及解释为每个顶点保存的数据
     *参数1：指示当前绑定的缓存包含每个顶点的位置信息
     *参数2：指示每个位置有三个部分
     *参数3：告诉OpenGL ES每个部分都保存为一个浮点类型的值
     *参数4：告诉OPenGL ES小数点固定数据是否可以被改变
     *参数5：叫做步幅，他指定了每个顶点的保存需要多少个字节
     *参数6：告诉OpenGL ES可以从当前绑定的顶点缓存的位置访问顶点数据
     */
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribPosition, 3
                          , GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(SceneVertex), NULL);
    /*绘图
     *参数1：告诉GPU怎么处理在绑定的顶点缓存内的顶点数据
     GL_POINTS //把每一个顶点作为一个点进行处理，顶点n即定义了点n，共绘制N个点
     GL_LINES //把每一个顶点作为一个独立的线段，顶点2n－1和2n之间共定义了n条线段，总共绘制N/2条线段
     GL_LINE_LOOP //绘制从第一个顶点到最后一个顶点依次相连的一组线段，然后最后一个顶点和第一个顶点相连，第n和n+1个顶点定义了线段n，总共绘制n条线段
     GL_LINE_STRIP //绘制从第一个顶点到最后一个顶点依次相连的一组线段，第n和n+1个顶点定义了线段n，总共绘制n－1条线段
     GL_TRIANGLES //把每个顶点作为一个独立的三角形，顶点3n－2、3n－1和3n定义了第n个三角形，总共绘制N/3个三角形
     GL_TRIANGLE_STRIP //绘制一组相连的四边形。每个四边形是由一对顶点及其后给定的一对顶点共同确定的。顶点2n－1、2n、2n+2和2n+1定义了第n个四边形，总共绘制N/2-1个四边形
     GL_TRIANGLE_FAN //绘制一组相连的三角形，三角形是由第一个顶点及其后给定的顶点确定，顶点1、n+1和n+2定义了第n个三角形，总共绘制N-2个三角形
     *参数2：需要渲染的第一个顶点
     *参数3：需要渲染的顶点的个数
     */
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

-(void)dealloc{
    GLKView *view = (GLKView *)self.view;
    [EAGLContext setCurrentContext:view.context];
    
    if (0!=vertexBufferID) {
        glDeleteBuffers(1, &vertexBufferID);
        //设置vertexBufferID为0避免了在对应的缓存被删除后还使用其无效的标识符。
        vertexBufferID = 0;
    }
    
    //设置视图的上下文属性为nil并设置当前的上下文为nil，以便让Cocoa Touch收回所有上下文使用的内存和其他资源
    ((GLKView *)self.view).context = nil;
    [EAGLContext setCurrentContext:nil];
}

源码已上传至fenglinyunshi-git，欢迎下载，并提出宝贵意见。

结语：

本文是iOS开发之OpenGL ES的第二篇文章，主要关于GLKit以及提供给GPU的数据都应该放入缓存中，为缓存提供数据的7个步骤。如果看后你有所收获，那么我会非常高兴，如果文中有不准确的地方还望提出指证，笔者将非常感谢！
未完待续 ...

业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。

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