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- OpenGL 的渲染架构
- 1.1. 数据传递方式
- 1.2. 参数类型
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- 投影方式
- 2.1. 正投影
- 2.2. 透视投影
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- 存储着色器
- 3.1. 存储着色器初始化
- 3.2. 存储着色器种类
- 3.2.1. 单元着色器
- 3.2.2. 平面着色器
- 3.2.3. 上色着色器
- 3.2.4. 默认光源着色器
- 3.2.5. 点光源着色器
- 3.2.6. 纹理替换矩阵着色器
- 3.2.7. 纹理调整着色器
- 3.2.8. 纹理光源着色器
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- 基本图元
- 4.1. OpenGL三角形环绕方式
- 4.2. 三角形带的优点
- 基本图元
1. OpenGL 的渲染架构
1.1.数据传递方式
-
attributes只能传入顶点着色器，在通过顶点着色器间接传入片元着色器。 -
Uniforms可以直接传入顶点着色器和片元着色器。 -
Texture Data可以直接传入顶点着色器和片元着色器。
1.2. 参数类型
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attributes
- 顶点数据 x,y,z,w
- 投影矩阵，模型矩阵
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Uniforms
- 统一批次的（变换矩阵，通道，颜色）
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Texture Data
- 纹理数据
2. 投影方式
2.1. 正投影
正投影指平行投射线垂直于投影面。
// Calculates the corners of the Frustum and sets the projection matrix.
// Orthographics Matrix Projection
// xMin x轴上的最小值
// xMax x轴上的最大值
// yMin y轴上的最小值
// yMax y轴上的最大值
// zMin z轴上的最小值
// zMax z轴上的最大值
void SetOrthographic(GLfloat xMin, GLfloat xMax, GLfloat yMin, GLfloat yMax, GLfloat zMin, GLfloat zMax)
使用上面的方法可以绘制一个立方体，用来放入观察的物体。
2.2. 透视投影
透视投影是为了获得接近真实三维物体的视觉效果而在二维的纸或者画布平面上绘图或者彩现的一种方法，它也称为透视图。透视投影的绘制必须根据已有的几何规则进行。
// Calculates the corners of the Frustum and sets the projection matrix.
// Perspective Matrix Projection
// fFov 垂直方向上的视场角度
// fAspect 窗口的宽高比 w / h
// fNear 近裁剪面的距离
// fFar 远裁剪面的距离
void SetPerspective(float fFov, float fAspect, float fNear, float fFar)
通过上面的方式可以创建一个平截头体。
3. 存储着色器
3.1.存储着色器初始化
GLShaderManager shaderManager;
shaderManager.InitializeStockShaders();
3.2. 存储着色器种类
3.2.1.单元着色器
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_IDENTITY,
GLfloat vColor[4]);
参数1 ： 存储着色器种类-单元着色器
参数2 ： 颜色
使用场景： 绘制默认OpenGL坐标系(-1, 1)下图形。 图形所有片段都会以一种颜色填充。
3.2.2. 平面着色器
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_FLAT,
GLfloat mvp[16],
GLfloat vColor[4]);
参数1 : 存储着色器种类-平面着色器
参数2 : 允许变化的4*4矩阵
参数3 : 颜⾊
使⽤场景: 在绘制图形时, 可以应⽤变换(模型/投影变化).
3.2.3. 上色着色器
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_SHADED,
GLfloat mvp[16]);
参数1 : 存储着⾊器种类-上⾊着⾊器
参数2 : 允许变化的4*4矩阵
使用场景 : 在绘制图形时，可以应用变换(模型/投影变化) 颜色将会平滑的插入到顶点之间称为平滑着色。
3.2.4. 默认光源着色器
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_DEFAULT_LIGHT,
GLfloat mvMatrix[16],
GLfloat pMatrix[16],
GLfloat vColor[4]);
参数1 : 存储着⾊器种类-默认光源着⾊器
参数2 : 模型4*4矩阵
参数3 : 投影4*4矩阵
参数4 : 颜⾊值
使用场景 : 绘制图形时，可以应用变换(模型/投影变化)这种着色器会使绘制的图形产生阴影和光照的效果。
3.2.5. 点光源着色器
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIEF,
GLfloat mvMatrix[16],
GLfloat pMatrix[16],
GLfloat vLightPos[3],
GLfloat vColor[4]);
参数1 : 存储着⾊器种类-点光源着⾊器
参数2 : 模型4*4矩阵
参数3 : 投影4*4矩阵
参数4 : 点光源的位置
参数5 : 颜⾊值
使用场景 : 绘制图形时，可以应用变换(模型/投影变化)这种着色器会使绘制的图形产生阴影和光照的效果，他与默认光源着色器非常类似，区别只是光源的位置可能是固定的。
3.2.6. 纹理替换矩阵着色器
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE,
GLfloat mvMatrix[16],
GLint nTextureUnit);
参数1 : 存储着⾊器种类-纹理替换矩阵着⾊器
参数2 : 模型4*4矩阵
参数3 : 纹理单元
使用场景 : 绘制图形时，可以应用变换(模型/投影变化)这种着色器通过给定的模型视图投影矩阵，使用纹理单元来进行颜色填充。其中每个像素点的颜色是从纹理中获取。
3.2.7. 纹理调整着色器
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_MODULATE,
GLfloat mvMatrix[16],
GLfloat vColor[4],
GLint nTextureUnit);
参数1 : 存储着⾊器种类-纹理调整着⾊器
参数2 : 模型4*4矩阵
参数3 : 颜⾊值
参数4 : 纹理单元
使用场景 : 绘制图形时，可以应用变换(模型/投影变化)这种着色器通过给定的模型视图投影矩阵。着色器将一个基本色乘以一个取自纹理单元nTextureUnit的纹理。将颜色与纹理进行混合后才填充到片段中。
3.2.8. 纹理光源着色器
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_POINT_LIGHT_DIEF,
GLfloat mvMatrix[16],
GLfloat pMatrix[16],
GLfloat vLightPos[3],
GLfloat vBaseColor[4],
GLint nTextureUnit);
参数1 : 存储着⾊器种类-纹理光源着⾊器
参数2 : 模型4*4矩阵
参数3 : 投影4*4矩阵
参数4 : 点光源位置
参数5 : 颜⾊值
参数6 : 纹理单元
使用场景 : 绘制图形时，可以应用变换(模型/投影变化)。这种着色器通过给定的模型视图投影矩阵。着色器讲一个纹理通过漫反射照明计算进行调整(相乘)。
4. 基本图元
| 图元 | 描述 |
|---|---|
| GL_POINTS | 每个顶点在屏幕上都是单独点 |
| GL_LINES | 每一对顶点定义一个线段 |
| GL_LINE_STRIP | 一个从第一个顶点依次经过每一个后续顶点而绘制的线条 |
| GL_LINE_LOOP | 和GL_LINE_STRIP相同，但是最后⼀个顶点和第⼀个顶点连接起来了 |
| GL_TRIANGLES | 每3个顶点定义⼀个新的三角形 |
| GL_TRIANGLE_STRIP | 共⽤一个条带(strip)上的顶点的一组三⻆形 |
| GL_TRIANGLE_FAN | 以⼀个圆点为中⼼呈扇形排列，共⽤相邻顶点的⼀组三⻆形 |
4.1.OpenGL三角形环绕方式
在默认情况下，OpenGL认为具有逆时针⽅向环绕的多边形为正⾯。
GL_CW：顺时针环绕的多边形为正⾯
GL_CCW：逆时针环绕的多边形为正⾯
glFrontFace(GL_CW);
4.2. 三角形带的优点
用前3个顶点指定第1个三角形之后，接下来的每⼀个三⻆形，只需要再指定1个顶点。需要绘制⼤量的三⻆形时，采⽤这种⽅法可以节省⼤大量的程序代码和数据存储空间。
提供运算性能和节省带宽。更少的顶点意味着数据从内存传输到图形卡的速度更快，并且顶点着⾊器需要处理的次数也更少。