OpenGL ES 2.0教程：你的第一个三角形(1)

OpenGL ES 2.0教程：你的第一个三角形(1)

 

转自：http://4gamers.cn/archives/55

本系列其它教程

• OpenGL ES 2.0教程：你的第一个三角形(1)
• OpenGL ES2.0教程：编写自己的shader(2)
• OpenGL ES2.0教程:初识MVP(3)
• OpenGL ES2.0教程:使用VBO索引(4)
• OpenGL ES2.0教程：你的第一个立方体(5)
• OpenGL ES2.0教程:纹理贴图(6)

我第一次学习OpenGL是在2008年，但是那时候学得很烂，被各种矩阵变换搞得云里雾里。我于今年年初彻底重新学习OpenGL，目前来讲，应该算是入门了，至少矩阵变换是理解了，同时也会自己写一些简单的shader，可以进行OpenGL调试了。但是，我的学习之路才刚刚开始，我希望在我自己学习的过程，把有用的一些知识记录下来，方便自己和他人查阅。经过这次重新学习，我个人觉得，OpenGL真的没有那么难，只要你用心，就一定可以学会。当然，好的学习方法和好的学习资料肯定是会使之事半功倍的，希望接下来我的这些博文能为大家带来些许帮助。在本系列教程中，我会以当下最流行的2D引擎Cocos2D-X为基础，介绍OpenGL ES 2.0的一些基本用法。本系列教程的宗旨是OpenGL扫盲，让大家在使用Cocos2D-X过程中，知其然，更知其所以然。因为我自己的图形学水平有限，所以这些教程不会涉及非常底层的数学原理，同时也不会过多地提及OpenGL本身的一些细节知识。但是我会在每篇文章的最后给出一些参考链接，大家可以顺藤摸瓜，一举Get OpenGL这个新技能。

在第一篇文章正式开始前，我谈下我自己的入门心得体会吧，而《如何学习OpenGL》这是个更大的话题，等我OpenGL水平精进之后，我再单独写一篇文章来谈谈我的看法。

目前来说，我的体会是“三要”和“三不要”。

• 要理解OpenGL渲染管线
• 要理解OpenGL是个状态机
• 要多动手实践。

当然还有最重要的“三不要”：

• 不要每天去群里问怎样最快能学好OpenGL
• 不要每天去看各种资料而不动手写一点代码
• 不要出了问题到处问，尝试先自己解决，实在解决不了再问

正文

准备工作

首先，是创建一个新的工程(注意我这里使用的版本是3.1)。打开命令行工具，然后输入下列命令：

1	cocos new - l cpp

如果对于上述命令不了解的用户，请猛戳这里.

编译并运行成功，然后把HelloWorldScene.cpp里面的init函数修改成下面的样子：

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bool HelloWorld :: init ( ) {      //////////////////////////////      // 1. super init first      if ( ! Layer :: init ( ) )      {          return false ;      }        return true ; }

此时，再编译运行之。你将会得到以下界面。

发送CustomCommand

由于Cocos2D-X 从3.0开始引入了一种新的渲染机制，所有的OpenGL渲染代码不再放到每一个node的draw函数里面，而是通过各种RenderCommand封装起来，然后添加到一个渲染队列里面去，最后在每一帧结束时把所有的这些命令都渲染出来。具体细节，大家可以参考这个文档.

首先，打开HelloWorldScene.h，添加一个onDraw函数，一个CustomCommand成员变量，并且重载Layer的visit函数，代码如下：

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class HelloWorld : public cocos2d :: Layer { public :      //其它函数省略      virtual void visit ( Renderer * renderer , const Mat4 & transform , bool transformUpdated ) override ;               void onDraw ( ) ; private :      CustomCommand _command ;        } ;

然后我们实现这个visit函数：

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void HelloWorld :: visit ( Renderer * renderer , const Mat4 & transform , bool transformUpdated ) {      Layer :: visit ( renderer , transform , transformUpdated ) ;        _command . init ( _globalZOrder ) ;      _command . func = CC_CALLBACK_0 ( HelloWorld :: onDraw , this ) ;      Director :: getInstance ( ) -> getRenderer ( ) -> addCommand ( & _command ) ; }

这里要稍微解释一下。由于此函数是个重载的虚函数，所以我们在函数的最开始调用了父类的visit函数。如果你不调用父类的visit函数，那么当你往HelloWorldScene里面添加节点的时候，它们是不会被渲染出来的。（这个留给读者自己去完成）

然后，我们使用_globalZOrder和一个std::function来初始化CustomCommand。_globalZOrder会影响渲染的顺序，这个在后面的博文中再详细探讨。而std::function会在CustomCommand被render队列处理的时候被调用。最后我们把该CustomCommand添加到renderer里面去。

最后，让我们看看onDraw函数，它是整个绘制三角形的核心。

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void HelloWorld :: onDraw ( ) {      //获得当前HelloWorld的shader      auto glProgram = getGLProgram ( ) ;    //使用此shader      glProgram -> use ( ) ;    //设置该shader的一些内置uniform,主要是MVP，即model-view-project矩阵      glProgram -> setUniformsForBuiltins ( ) ;        auto size = Director :: getInstance ( ) -> getWinSize ( ) ;      //指定将要绘制的三角形的三个顶点，分别位到屏幕左下角，右下角和正中间的顶端      float vertercies [ ] = { 0 , 0 ,    //第一个点的坐标                              size . width , 0 ,    //第二个点的坐标                            size . width / 2 , size . height } ;    //第三个点的坐标      //指定每一个顶点的颜色，颜色值是RGBA格式的，取值范围是0-1      float color [ ] = { 0 , 1 , 0 , 1 ,      //第一个点的颜色，绿色                          1 , 0 , 0 , 1 ,    //第二个点的颜色, 红色                          0 , 0 , 1 , 1 } ;    //第三个点的颜色， 蓝色      //激活名字为position和color的vertex attribute      GL :: enableVertexAttribs ( GL :: VERTEX_ATTRIB_FLAG_POSITION | GL :: VERTEX_ATTRIB_FLAG_COLOR ) ;      //分别给position和color指定数据源      glVertexAttribPointer ( GLProgram :: VERTEX_ATTRIB_POSITION , 2 , GL_FLOAT , GL_FALSE , 0 , vertercies ) ;      glVertexAttribPointer ( GLProgram :: VERTEX_ATTRIB_COLOR , 4 , GL_FLOAT , GL_FALSE , 0 , color ) ;      //绘制三角形，所谓的draw call就是指这个函数调用      glDrawArrays ( GL_TRIANGLES , 0 , 3 ) ;      //通知cocos2d-x 的renderer，让它在合适的时候调用这些OpenGL命令      CC_INCREMENT_GL_DRAWN_BATCHES_AND_VERTICES ( 1 , 3 ) ;      //如果出错了，可以使用这个函数来获取出错信息      CHECK_GL_ERROR_DEBUG ( ) ; }

如果你现在直接运行程序，会crash。这是因为我们还没有指定Shader，所以下面的调用会失败：

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auto glProgram = getGLProgram ( ) ;      glProgram -> use ( ) ;      glProgram -> setUniformsForBuiltins ( ) ;

接下来，让我们在HelloWorldScene.cpp的init方法中加入下列代码：

1	this -> setGLProgram ( GLProgramCache :: getInstance ( ) -> getGLProgram ( GLProgram :: SHADER_NAME_POSITION_COLOR ) ) ;

这个调用的含义是从Cocos2D-X的shader缓存中取出一个带有position和color顶点属性的shader，然后传给HelloWorld这个Layer.如果你是第一次接触OpenGL ES,看到这句话肯定无法理解，不过没有关系，后面的文章我们逐步讲清楚。如果你等不及，也可以先看我在文章最后推荐的链接。

接下来，运行一下程序.恭喜你，你的第一个漂亮的三角形完成啦，还算简单吧：）

本教程源代码下载。 Git仓库地址: https://git.oschina.net/zilongshanren/Cocos2D-X-OpenGL-ES-2.0

结束语

为了保持第一篇文章的简单性，我只在画三角形的代码里面给了一些注释，因为我并不想一开始就涉及到OpenGL底层的一些细节，而且有些内容我一时半会儿也很难说清楚。所以，我会在文章的最后给出一些参考链接，强烈推荐大家在看完本文后，有时间就多看一看这些链接，相信对理解上面的代码有帮助。下一篇文章中，我将给大家介绍如何编写自己的shader，包括vertex attribute, uniform，vertex shader， fragment shader等内容。如果您对本文有什么建议或者意义，欢迎在下方评论。

写在最后

关于参考链接：所有的推荐阅读都是我精心挑选的，部分内容我自己看过，另外一些我也正在计划看。如果大家有好的资料，欢迎推荐给我。
关于评论：请不要找我要电子书，所有的电子书都可以通过google找到。

另外，我推荐的资料大部分都是英文版，如果对英文不是很感冒的同学，可以看翻译的版本。

推荐阅读

网站：
1.http://http.developer.nvidia.com/CgTutorial/cg_tutorial_chapter01.html
2.http://www.opengl-tutorial.org/
3.http://antongerdelan.net/opengl/index.html
4.http://www.arcsynthesis.org/gltut/
5.http://www.scratchapixel.com/
6.http://duriansoftware.com/joe/An-intro-to-modern-OpenGL.-Chapter-1:-The-Graphics-Pipeline.html

视频：
https://www.youtube.com/watch?v=-tonZsbHty8&index=26&list=PLRwVmtr-pp06qT6ckboaOhnm9FxmzHpbY

书籍：
Iphone 3D programming

OpenGL ES 2.0 for Android

OpenGL ES 2.0 Programming Guide

Real-Time Rendering, Third Edition