准备工作：
- 使用XCode创建一个普通工程，
- 导入一张图片，png或jpg图片
- 创建一个
CSView继承自UIView - 创建2个空文件，自定义顶点着色器文件起名为
shader_v.vsh和 自定义片元着色器起名为shader_f.fsh，注意后缀名不能错。
- 自定义顶点着色器
shader_v.vsh中的代码如下：
attribute vec4 position;
attribute vec2 textCoordinate;
varying lowp vec2 varyTextCoord;
void main() {
varyTextCoord = textCoordinate;
gl_Position = position;
}
- 自定义片元着色器
shader_f.fsh中的代码如下：
precision highp float;
varying lowp vec2 varyTextCoord;
uniform sampler2D colorMap;
void main() {
lowp vec4 temp = texture2D(colorMap, varyTextCoord);
gl_FragColor = temp;
}
- 我们已经自定义了顶点着色器和片元着色器，那么接下来我们就用这两种着色器来绘制图片，具体思路流程如下图：
image.png
- 设置图层
setupLayer
- (void)setupLayer {
//1.创建特殊图层
/*
重写layerClass，将CCView返回的图层从CALayer替换成CAEAGLLayer
*/
self.myEagLayer = (CAEAGLLayer *)self.layer;
//2.设置scale
[self setContentScaleFactor:[UIScreen mainScreen].scale];
//3.设置描述属性，这里设置不维持渲染内容以及颜色格式为RGBA8
/*
kEAGLDrawablePropertyRetainedBacking 表示绘图表面显示后，是否保留其内容。
kEAGLDrawablePropertyColorFormat
可绘制表面的内部颜色缓存区格式，这个key对应的值是一个NSString指定特定颜色缓存区对象。默认是kEAGLColorFormatRGBA8；
kEAGLColorFormatRGBA8：32位RGBA的颜色，4*8=32位
kEAGLColorFormatRGB565：16位RGB的颜色，
kEAGLColorFormatSRGBA8：sRGB代表了标准的红、绿、蓝，即CRT显示器、LCD显示器、投影机、打印机以及其他设备中色彩再现所使用的三个基本色素。sRGB的色彩空间基于独立的色彩坐标，可以使色彩在不同的设备使用传输中对应于同一个色彩坐标体系，而不受这些设备各自具有的不同色彩坐标的影响。
*/
self.myEagLayer.drawableProperties = [NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:@false, kEAGLDrawablePropertyRetainedBacking, kEAGLColorFormatRGBA8, kEAGLDrawablePropertyColorFormat, nil];
}
/*
重写layerClass，将CCView返回的图层从CALayer替换成CAEAGLLayer
*/
+ (Class)layerClass {
return [CAEAGLLayer class];
}
- 设置上下文
setupContext
- (void)setupContext {
//1.指定OpenGL ES 渲染API版本
EAGLRenderingAPI api = kEAGLRenderingAPIOpenGLES2;
//2.创建上下文
EAGLContext *context = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:api];
//3.判断是否创建成功
if (!context) {
NSLog(@"create context failed");
return;
}
//4.设置图形上下文
if (![EAGLContext setCurrentContext:context]) {
return;
}
self.myContext = context;
}
- 清空缓存区
deleteRenderAndFrameBuffer
- (void)deleteRenderAndFrameBuffer {
/*
buffer分为frame buffer 和 render buffer2个大类。
其中frame buffer 相当于render buffer的管理者。
frame buffer object即称FBO。
render buffer则又可分为3类。colorBuffer、depthBuffer、stencilBuffer。
*/
glDeleteBuffers(1, &_myColorRenderBuffer);
self.myColorRenderBuffer = 0;
glDeleteBuffers(1, &_myColorFrameBuffer);
self.myColorFrameBuffer = 0;
}
- 设置渲染缓存区
setupRenderBuffer
- (void)setupRenderBuffer {
//1.定义一个缓存区ID
GLuint buffer;
//2. 申请一个缓存区标志
glGenRenderbuffers(1, &buffer);
self.myColorRenderBuffer = buffer;
//3.将标识符绑定到GL_RENDERBUFFER
glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, self.myColorRenderBuffer);
//4.将绘制对象drawable object's CAEAGLLayer的存储绑定到OpenGL ESrenderBuffer对象
[self.myContext renderbufferStorage:GL_RENDERBUFFER fromDrawable:self.myEagLayer];
}
- 设置帧缓存区
setupFrameBuffer
- (void)setupFrameBuffer {
//1. 定义一个缓存区ID
GLuint buffer;
//2.申请一个缓存区标志
glGenFramebuffers(1, &buffer);
// glGenBuffers(1, &buffer);
self.myColorFrameBuffer = buffer;
//3.绑定
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, self.myColorFrameBuffer);
/*生成帧缓存区之后，则需要将renderbuffer跟framebuffer进行绑定，
调用glFramebufferRenderbuffer函数进行绑定到对应的附着点上，后面的绘制才能起作用
*/
//4.将渲染缓存区myColorRenderBuffer 通过glFramebufferRenderbuffer函数绑定到 GL_COLOR_ATTACHMENT0上。
glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_RENDERBUFFER, self.myColorRenderBuffer);
}
- 开始绘制图片
renderLayer
- (void)renderLayer {
//设置清屏颜色
glClearColor(0.3f, 0.45f, 0.5f, 1.0f);
//清楚屏幕
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
//1.设置视口大小
CGFloat scale = [UIScreen mainScreen].scale;
glViewport(self.frame.origin.x * scale, self.frame.origin.y * scale, self.frame.size.width * scale, self.frame.size.height * scale);
//2. 读取顶点着色程序，片元着色程序
NSString *vertFile = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"shader_v" ofType:@"vsh"];
NSString *fragFile = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"shader_f" ofType:@"fsh"];
NSLog(@"vertFile:%@",vertFile);
NSLog(@"fragFile:%@",fragFile);
//3. 加载shader
self.myPrograme = [self loadShaders:vertFile frag:fragFile];
//4.链接
glLinkProgram(self.myPrograme);
GLint linkStatus;
//获取链接状态
glGetProgramiv(self.myPrograme, GL_LINK_STATUS, &linkStatus);
if (linkStatus == GL_FALSE) {
GLchar message[512];
glGetProgramInfoLog(self.myPrograme, sizeof(message), 0, &message[0]);
NSString *messageString = [NSString stringWithUTF8String:message];
NSLog(@"program link error: %@", messageString);
return;
}
NSLog(@"program link success");
//5. 使用program
glUseProgram(self.myPrograme);
//6. 设置顶点，纹理坐标 前3个顶点坐标，后2个是纹理坐标
GLfloat attrArr[] =
{
0.5f, -0.5f, -1.0f, 1.0f, 0.0f,
-0.5f, 0.5f, -1.0f, 0.0f, 1.0f,
-0.5f, -0.5f, -1.0f, 0.0f, 0.0f,
0.5f, 0.5f, -1.0f, 1.0f, 1.0f,
-0.5f, 0.5f, -1.0f, 0.0f, 1.0f,
0.5f, -0.5f, -1.0f, 1.0f, 0.0f,
};
//7. 处理顶点数据
//顶点缓存区
GLuint attrBuffer;
//申请一个缓存区标识符
glGenBuffers(1, &attrBuffer);
//将attrBuffer绑定到GL_ARRAY_BUFFER标识符上
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, attrBuffer);
//把顶点数据从CPU内存复制 到GPU上
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(attrArr), attrArr, GL_DYNAMIC_DRAW);
//8. 将顶点数据通过myProgram中传递到顶点着色程序的position
// glGetAttribLocation,用来获取vertex， attribute的入口
// 告诉OpenGL ES 通过glEnableVertexAttribArray
// 最后数据是通过glVertexAttribPointer传递过去的
// 注意：第二个参数字符串必须和shader.vsh中的输入变量：position保持一致
GLuint position = glGetAttribLocation(self.myPrograme, "position");
// 设置合适的格式从buffer里面读取数据
glEnableVertexAttribArray(position);
// 设置读取方式
//参数1：index,顶点数据的索引
//参数2：size,每个顶点属性的组件数量，1，2，3，或者4.默认初始值是4.
//参数3：type,数据中的每个组件的类型，常用的有GL_FLOAT,GL_BYTE,GL_SHORT。默认初始值为GL_FLOAT
//参数4：normalized,固定点数据值是否应该归一化，或者直接转换为固定值。（GL_FALSE）
//参数5：stride,连续顶点属性之间的偏移量，默认为0；
//参数6：指定一个指针，指向数组中的第一个顶点属性的第一个组件。默认为0
glVertexAttribPointer(position, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 5, NULL);
//9.处理纹理数据
//(1).glGetAttribLocation,用来获取vertex attribute的入口的.
//注意：第二参数字符串必须和shaderv.vsh中的输入变量：textCoordinate保持一致
GLuint textCoor = glGetAttribLocation(self.myPrograme, "textCoordinate");
// (2) 设置合适的格式从buffer里面读取数据
glEnableVertexAttribArray(textCoor);
//(3) 设置读取方式
glVertexAttribPointer(textCoor, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 5, (float *)NULL + 3);
//10. 加载纹理
[self setupTexture:@"meinv"];
//11.设置纹理采样器 sampler2D
glUniform1i(glGetUniformLocation(self.myPrograme, "colorMap"), 0);
//12.绘图
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6);
//13.从渲染缓存区显示到屏幕上
[self.myContext presentRenderbuffer:GL_RENDERBUFFER];
}
//加载纹理
- (GLuint)setupTexture:(NSString *)fileName {
//1.将图片转换为CGImageRef
CGImageRef spriteImage = [UIImage imageNamed:fileName].CGImage;
//判断图片是否获取成功
if (!spriteImage) {
NSLog(@"Failed to load iamge %@", fileName);
exit(1);
}
//2. 读取图片的大小和宽高
size_t width = CGImageGetWidth(spriteImage);
size_t height = CGImageGetHeight(spriteImage);
//3. 获取图片字节数 宽 * 高 （RGBA）
GLubyte *spriteData = (GLubyte *)calloc(width * height * 4, sizeof(GLubyte));
//4. 创建上下文
/*
参数1：data,指向要渲染的绘制图像的内存地址
参数2：width,bitmap的宽度，单位为像素
参数3：height,bitmap的高度，单位为像素
参数4：bitPerComponent,内存中像素的每个组件的位数，比如32位RGBA，就设置为8
参数5：bytesPerRow,bitmap的没一行的内存所占的比特数
参数6：colorSpace,bitmap上使用的颜色空间 kCGImageAlphaPremultipliedLast：RGBA
*/
CGContextRef spriteContext = CGBitmapContextCreate(spriteData, width, height, 8, width * 4, CGImageGetColorSpace(spriteImage), kCGImageAlphaPremultipliedLast);
//5.在CGContextRef上 将图片绘制出来
/*
CGContextDrawImage 使用的是Core Graphics框架，坐标系与UIKit 不一样。UIKit框架的原点在屏幕的左上角，Core Graphics框架的原点在屏幕的左下角。
CGContextDrawImage
参数1：绘图上下文
参数2：rect坐标
参数3：绘制的图片
*/
CGRect rect = CGRectMake(0, 0, width, height);
//6. 使用默认方式绘制
CGContextDrawImage(spriteContext, rect, spriteImage);
//7. 画图完毕就释放上下文
CGContextRelease(spriteContext);
//8. 绑定纹理到默认的纹理ID
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
//9. 设置纹理属性
/*
参数1：纹理维度
参数2：线性过滤、为s,t坐标设置模式
参数3：wrapMode,环绕模式
*/
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
float fw = width, fh = height;
//10. 载入纹理数据
/*
参数1：纹理模式，GL_TEXTURE_1D、GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D
参数2：加载的层次，一般设置为0
参数3：纹理的颜色值GL_RGBA
参数4：宽
参数5：高
参数6：border，边界宽度
参数7：format
参数8：type
参数9：纹理数据
*/
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, fw, fh, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, spriteData);
//11. 释放spriteData
free(spriteData);
return 0;
}
//加载shader
- (GLuint)loadShaders:(NSString *)vert frag:(NSString *)frag {
//1. 定义2个零时着色器对象
GLuint verShader, fragShader;
//创建program
GLint program = glCreateProgram();
//2.编译顶点着色程序、片元着色器程序
//参数1：编译完存储的底层地址
//参数2：编译的类型，GL_VERTEX_SHADER（顶点）、GL_FRAGMENT_SHADER(片元)
//参数3：文件路径
[self complieShader:&verShader type:GL_VERTEX_SHADER file:vert];
[self complieShader:&fragShader type:GL_FRAGMENT_SHADER file:frag];
//3. 创建最终的程序
glAttachShader(program, verShader);
glAttachShader(program, fragShader);
//4. 释放不需要的shader
glDeleteShader(verShader);
glDeleteShader(fragShader);
return program;
}
//编译顶点着色程序、片元着色器程序
- (void)complieShader:(GLuint *)shader type:(GLenum)type file:(NSString *)file {
//1. 读取文件路径字符串
NSString *content = [NSString stringWithContentsOfFile:file encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil];
const GLchar *source = (GLchar *)[content UTF8String];
//2. 创建一个shader
*shader = glCreateShader(type);
//3.将着色器源码附加到着色器对象上。
//参数1：shader,要编译的着色器对象 *shader
//参数2：numOfStrings,传递的源码字符串数量 1个
//参数3：strings,着色器程序的源码（真正的着色器程序源码）
//参数4：lenOfStrings,长度，具有每个字符串长度的数组，或NULL，这意味着字符串是NULL终止的
glShaderSource(*shader, 1, &source, NULL);
//4.把着色器源代码编译成目标代码
glCompileShader(*shader);
}
- 由于纹理的坐标原点是左下角，而屏幕的原点坐标是左上角，所以如果不对图片进行翻转，得到的图片会是反的。可以通过以下5中方法进行翻转：
- 第一种：解压图片时,将图片源文件翻转
//6. 使用默认方式绘制， 图片是反的
// CGContextDrawImage(spriteContext, rect, spriteImage);
//6.第一种： 将图片源文件翻转， 图片是正的
CGContextTranslateCTM(spriteContext, rect.origin.x, rect.origin.y);
CGContextTranslateCTM(spriteContext, 0, rect.size.height);
CGContextScaleCTM(spriteContext, 1.0, -1.0);
CGContextTranslateCTM(spriteContext, -rect.origin.x, -rect.origin.y);
CGContextDrawImage(spriteContext, rect, spriteImage);
//7. 画图完毕就释放上下文
CGContextRelease(spriteContext);
- 第二种：直接从源纹理坐标数据修改
//6. 设置顶点，纹理坐标 前3个顶点坐标，后2个是纹理坐标
// GLfloat attrArr[] =
//{
// 0.5f, -0.5f, -1.0f, 1.0f, 0.0f,
// -0.5f, 0.5f, -1.0f, 0.0f, 1.0f,
// -0.5f, -0.5f, -1.0f, 0.0f, 0.0f,
// 0.5f, 0.5f, -1.0f, 1.0f, 1.0f,
// -0.5f, 0.5f, -1.0f, 0.0f, 1.0f,
// 0.5f, -0.5f, -1.0f, 1.0f, 0.0f,
//};
//第二种：改变纹理坐标修改图片为正的
GLfloat attrArr[] =
{
0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, //右下
-0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, // 左上
-0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, // 左下
0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, // 右上
-0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, // 左上
0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, // 右下
};
- 第三种：修改片元着色器,纹理坐标
void main() {
// lowp vec4 temp = texture2D(colorMap, varyTextCoord);
// gl_FragColor = temp;
//第三种：直接修改片元着色器的纹理坐标来让图片为正的
gl_FragColor = texture2D(colorMap, vec2(varyTextCoord.x, 1.0 - varyTextCoord.y));
}
- 第四种：修改顶点着色器,纹理坐标
void main() {
// varyTextCoord = textCoordinate;
// gl_Position = position;
//第四种：修改顶点着色器的纹理坐标来翻转图片为正
varyTextCoord = vec2(textCoordinate.x, 1.0 - textCoordinate.y);
gl_Position = position;
}
- 第五种：旋转矩阵翻转图形,不翻转纹理, 并且要在顶点着色器中添加
rotateMatrix, ju't
//旋转矩阵翻转图形,不翻转纹理
- (void)rotateTextureImage {
//注意，想要获取shader里面的变量，这里记得要在glLinkProgram后面，后面，后面！
//1. rotate等于shaderv.vsh中的uniform属性，rotateMatrix
GLuint rotate = glGetUniformLocation(self.myPrograme, "rotateMatrix");
//2.获取旋转的弧度
float radians = 180 * 3.14159f / 180.0f;
//3.求得弧度对于的sin\cos值
float s = sin(radians);
float c = cos(radians);
//4.因为在3D课程中用的是横向量，在OpenGL ES用的是列向量
/*
参考Z轴旋转矩阵
*/
GLfloat zRotation[16] = {
c, -s, 0, 0,
s, c, 0, 0,
0, 0, 1, 0,
0, 0, 0, 1
};
//5.设置旋转矩阵
/*
glUniformMatrix4fv (GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat* value)
location : 对于shader 中的ID
count : 个数
transpose : 转置
value : 指针
*/
glUniformMatrix4fv(rotate, 1, GL_FALSE, zRotation);
}
结语：想看完整代码请戳这里GLSL_LoadImage