大总结:嵌入式3D动画学习步骤总结--Apple的学习笔记

从1月初,我准备学习下3D动画,无意中在网上看到bb black开发板上能连接HDMI显示屏的。我就有了一个idea,我想在开发板上实现3D动画。并且查了am335有GPU的,所以想学习GPU开发。于是就有了如下规划

  1. 学习GPU的理论知识
    显卡的3D绘图步骤--Apple的学习笔记

  2. win10上学习3D绘图API
    网上搜索opengl标准基本已经停用,vulkan是最新的,它的性能好,但是其实入门会比较麻烦点。但是我依然喜欢学习新的东西。
    vulkan入门--Apple的学习笔记
    vulkan画正方形--Apple的学习笔记

里程碑1

  1. windows上已经可以绘图,那么开发板连接到HDMI显示屏上能否显示操作系统界面呢?HDMI转VGA线淘宝到货后,赶紧烧写了bb black的一个最新带界面显示的镜像,在22寸显示屏显示成功。
    Vulkan嵌入式硬件平台调研—Apple的学习笔记

  2. ubuntu上搭建vulkan环境
    开发板能连接22寸显示屏,这意味着我只要能在ubuntu上运行3D动画,就可以移植到开发板(至少当初我是这样认为的)
    vulkansdk在ubunut18.04 64bit安装成功 -- Apple的学习笔记

  3. vulkan代码架构入门
    vulkan example入门代码看完--Apple的学习笔记
    vulkan实现窗口可调整,数据从buffer来--Apple的学习笔记
    vulkan_Stagebuffer和indexbuffer使用--Apple的学习笔记
    vulkan相机投影转换--Apple的学习笔记
    vulkan材质贴片入门--Apple的学习笔记
    vulkan三维动图入门--Apple的学习笔记
    vulkan绘制多物体--Apple的学习笔记

  4. GPU渲染步骤再理解/3D图像理论
    GPU工作原理及编程--Apple的学习笔记
    vulkan shader变换--Apple的学习笔记
    vulkan重温shader理论--Apple的学习笔记
    vulkan command buffer及光栅化再理解--Apple的学习笔记
    vulkan帧缓冲区和图像缓冲区再理解--Apple的学习笔记
    NV的shuffle渲染指令和GPU运行机制--Apple的学习笔记

里程碑2

7.入门后进入初级阶段
能看懂其它框架,理解API的运行,能运用API及框架自行创作实现些小功能。学习3D动画shader包括glsl和obj格式解析。
BasicDeviceGeneratedCommandsVK学习--Apple的学习笔记
SkinningAppVk example学习--Apple的学习笔记
glsl入门--Apple的学习笔记
关于memory再理解--Apple的学习笔记
obj模型显示--Apple的学习笔记
vulkan模型位置变换--Apple的学习笔记
vulkan制作进度条--Apple的学习笔记

转折点1

由于对vulkan3D制图的学习,发现shader部分,glsl及相关3D动画算法其实和opengl是一样的,为了学习shader及3D算法所以学习opengl,另外在TI官网发现am335支持opengl2.0及以下,vulkan不支持。所以需要转学opengl。而开发板一般使用opengles,es可以理解为opengl的裁剪版,少了些API功能支持。学过vulkan,再学opengl,那是相当的容易呀,一天就入门了。
opengl学科理论及绘制三维obj模型--Apple的学习笔记
opengl理论及练习--Apple的学习笔记

里程碑3

学以致用,乐趣无穷。我要把我学习到的东西融会贯通到我的项目中,之前学习过QT,再之前还做过ubuntu和win10的socket通信进行opencv的处理及camera数据传输。那么我就做个简单点了,win10(QT)来通过socket通信控制开发板上的3D图像显示。第一步但是win10和ubuntu先通信,随后再移植到开发板交叉编译即可。有了计划后就开始执行了。
QT按钮socket远程控制opengl模型(1)--Apple的学习笔记
Ubuntu18.04搭建opengl环境—Apple的学习笔记
ubuntu建立vscode cmake opengl glfw调试环境--Apple的学习笔记
QT按钮socket远程控制opengl模型(2)--Apple的学习笔记
基于多线程
QT按钮socket远程控制opengl模型(3)--Apple的学习笔记
将opengl线程改成基于IPC的进程通信
QT按钮socket远程控制opengl模型(4)--Apple的学习笔记

里程碑4

win10(QT)+ubuntu(oepngl)进行3D动画控制已经完成,后续进入开发板阶段。但是实现起来并不是我想的直接交叉编译一个bin文件就结束了。
由于之前烧录的镜像没有源码的,所以到TI官网安装它的sdk,这样就可以交叉编译了。并且有问题也可以看到源码,问题来了,TI的sdk支持链接HDMI显示吗?结果折腾了把,由于tisdk是不带界面的,弄的我以为不支持HDMI链接,结果通过查官网graph章节找到kmscube可以运行3D动画的,用此方法验证开发板硬件及tisdk方案成功。
bb black开发板调试环境搭建--Apple的学习笔记

转折点2

由于有了TI官网帮助,我就可以查到glfw和opengl相关内容,结果sdk是不带界面的,所以glfw也不能使用,而且网上查了交叉编译特别麻烦,而kmscube是不带界面的全屏显示。我突然明白了并不是将ubuntu代码交叉编译即可,需要换方案了。但是没有下载到kmscube即modeset的源码。导致我离开了TI官网,开启了撒网搜索之路~网海啊!茫茫啊!了解到了显卡驱动drm框架的使用。而对于GPU开发我找取消了,因为datasheet上都没有GPU相关的寄存器配置说明,都是保密的。
显卡驱动开发DRM入门--Apple的学习笔记

里程碑5

成功的使用了libdrm框架进行native全屏显示2D图像,并且能在ccs9上进行调试。又学习了下mesa,说不定直接用mesa库可以,但是最终发现mesa库包括的内容很多,开发板上用不到,但是编译配置中又无法删除。主要是meson还不熟悉。还好开发板原来就已经交叉编译完了libdrm及opengles。当然后来我也学习了下libdrm的编译,主要是学习了meson构建工程的使用。
bb black使用libdrm显示框架--Apple的学习笔记
使用meson自己编译libdrm及修改example代码--Apple的学习笔记

里程碑6

由于之前看的opengles代码和我之前的学习的opengl 3D模型处理都不同,于是找了个类似的,将来也好替换模型即可,shader文件都不用修改。通过在mesa demo中找到了EGL/opengl/kmsegl.c满足我的要求。native显示并且opengles API与我之前学习使用的类似。可惜不是动画,无法刷屏,仅渲染了一帧。由于引用了glu.h的透视函数,导致我又折腾了一把,去找了其它函数代替glu库。
EGL和opengles2在开发板上实现无窗口3D显示--Apple的学习笔记

里程碑7

找到了3D动画的drm+opengles框架,并且旋转透视矩阵处理函数都是自行实现的,不需要添加和编译额外库。
EGL和opengles的3D动画框架完成--Apple的学习笔记

最后一项内容就是再添加一个进程将ubuntu的socket移植进入,然后shader模型修改下。但是这原本1个多月的任务计划,由于到了开发板后方案修改而又拖了1个月,所以我的赶紧进入下一步的学习任务计划了。最后一步socket的移植就删除了。若加入后QT就可以通过socket来控制开发板上的3D运动显示了。

之后还需要学习了显卡驱动,指的是kernel中的显卡模块,包括LCDC,libdrm其实也只是中间件,是个服务框架,通过ioctrl和设备打交道,opengles就是更上层的了。不过先暂停一个月,因为我今天大扫除,发现了我买的二手Aurix TC开发板,那么可以我把之前一直想学的RTOS开发学习任务给补上咯V

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