效果图
本效果在上一章文章代码(11-2.GLSL-索引绘图案例)的基础加以改造
主要需要修改和新增两个部分
- 修改自定义着色器(
shaderv.vsh以及shaderf.fsh文件) - 修改CCView 中
renderLayer函数
1. 自定义着色器
主要是在顶点着色器和片元着色器中新增纹理相关的变量和源码
顶点着色器(shaderv.vsh文件)
- 新增
attribute修饰的纹理坐标 - 新增
varying修饰的桥接纹理坐标 -
main函数中，将纹理坐标赋值给桥接纹理坐标
顶点着色器源码
片元着色器(shaderf.fsh文件)
- 新增与顶点中一致的桥接纹理坐标
- 新增
uniform修饰的纹理采样器 -
main函数中，计算每个像素的纹素并与顶点颜色混合，将最终的颜色值赋值给gl_FragColor
片元着色器源码
2. renderLayer函数
上一章文章代码的CCView 中的1-5步骤都不变
//1.设置图层
[self setupLayer];
//2.设置上下文
[self setupContext];
//3.清空缓存区
[self deletBuffer];
//4.设置renderBuffer;
[self setupRenderBuffer];
//5.设置frameBuffer
[self setupFrameBuffer];
2.1 修改顶点数组
新增最后2个纹理坐标
//8.创建顶点数组 & 索引数组
//(1)顶点数组 前3顶点值（x,y,z），后3位颜色值(RGB)
// GLfloat attrArr[] =
// {
// -0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, //左上
// 0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, //右上
// -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, //左下
//
// 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, //右下
// 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, //顶点
// };
//前3个元素，是顶点数据；中间3个元素，是顶点颜色值，最后2个是纹理坐标
GLfloat attrArr[] =
{
-0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.5f, 0.0f, 1.0f,//左上
0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,//右上
-0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,//左下
0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,//右下
0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.5f, 0.5f,//顶点
};
2.2 修改连续顶点之间的偏移量
从6个偏移量变成8个,因为顶点数组增加了数据
//(5).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) * 8, NULL); //从6个偏移量变成8个,因为顶点数组增加了数据
//10.--------处理顶点颜色值-------
//(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.glsl中的输入变量：positionColor保持一致
GLuint positionColor = glGetAttribLocation(self.myProgram, "positionColor");
//(2).设置合适的格式从buffer里面读取数据
glEnableVertexAttribArray(positionColor);
//(3).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(positionColor, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 8, (float *)NULL + 3);//从6个偏移量变成8个,因为顶点数组增加了数据
2.3 新增纹理相关操作
- 处理纹理数据
将纹理坐标传入到顶点着色器 - 导入图片
(本文使用jielun.jpg) - 新增setupTexture函数，用于加载纹理
- 设置纹理采样器
用于采集纹理对应像素点的颜色，并传入片元着色器中，与顶点颜色进行混合
//纹理坐标
GLuint textCoor = glGetAttribLocation(self.myProgram, "textCoor");
glEnableVertexAttribArray(textCoor);
glVertexAttribPointer(textCoor, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 8, (float *)NULL + 6);
//加载纹理
[self setupTexture:@"jielun.jpg"];
//设置纹理采样器 sampler2D
glUniform1i(glGetUniformLocation(self.myProgram, "colorMap"), 0);
2.4 setupTexture函数
主要是将png/jpg图片解压成位图，然后进行绑定、加载
//从图片中加载纹理
- (GLuint)setupTexture:(NSString *)fileName {
//1、将 UIImage 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 image %@", fileName);
exit(1);
}
//2、读取图片的大小，宽和高
size_t width = CGImageGetWidth(spriteImage);
size_t height = CGImageGetHeight(spriteImage);
//3.获取图片字节数 宽*高*4（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2D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;
}
renderLayer函数完整代码
-(void)renderLayer
{
//1.清屏颜色
glClearColor(0, 0.0, 0, 1.0);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
CGFloat scale = [[UIScreen mainScreen] scale];
//2.设置视口
glViewport(self.frame.origin.x * scale, self.frame.origin.y * scale, self.frame.size.width * scale, self.frame.size.height * scale);
//3.获取顶点着色程序、片元着色器程序文件位置
NSString* vertFile = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"shaderv" ofType:@"vsh"];
NSString* fragFile = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"shaderf" ofType:@"fsh"];
//4.判断self.myProgram是否存在，存在则清空其文件
if (self.myProgram) {
glDeleteProgram(self.myProgram);
self.myProgram = 0;
}
//5.加载程序到myProgram中来。
self.myProgram = [self loadShader:vertFile frag:fragFile];
//6.链接
glLinkProgram(self.myProgram);
GLint linkSuccess;
//7.获取链接状态
glGetProgramiv(self.myProgram, GL_LINK_STATUS, &linkSuccess);
if (linkSuccess == GL_FALSE) {
GLchar messages[256];
glGetProgramInfoLog(self.myProgram, sizeof(messages), 0, &messages[0]);
NSString *messageString = [NSString stringWithUTF8String:messages];
NSLog(@"error%@", messageString);
return ;
}else {
glUseProgram(self.myProgram);
}
//8.创建顶点数组 & 索引数组
//(1)顶点数组 前3顶点值（x,y,z），后3位颜色值(RGB)
// GLfloat attrArr[] =
// {
// -0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, //左上
// 0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, //右上
// -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, //左下
//
// 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, //右下
// 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, //顶点
// };
//前3个元素，是顶点数据；中间3个元素，是顶点颜色值，最后2个是纹理坐标
GLfloat attrArr[] =
{
-0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.5f, 0.0f, 1.0f,//左上
0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,//右上
-0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,//左下
0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,//右下
0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.5f, 0.5f,//顶点
};
//(2).索引数组
GLuint indices[] =
{
0, 3, 2,
0, 1, 3,
0, 2, 4,
0, 4, 1,
2, 3, 4,
1, 4, 3,
};
//(3).判断顶点缓存区是否为空，如果为空则申请一个缓存区标识符
if (self.myVertices == 0) {
glGenBuffers(1, &_myVertices);
}
//9.-----处理顶点数据-------
//(1).将_myVertices绑定到GL_ARRAY_BUFFER标识符上
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, _myVertices);
//(2).把顶点数据从CPU内存复制到GPU上
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(attrArr), attrArr, GL_DYNAMIC_DRAW);
//(3).将顶点数据通过myPrograme中的传递到顶点着色程序的position
//1.glGetAttribLocation,用来获取vertex attribute的入口的.
//2.告诉OpenGL ES,通过glEnableVertexAttribArray，
//3.最后数据是通过glVertexAttribPointer传递过去的。
//注意：第二参数字符串必须和shaderv.vsh中的输入变量：position保持一致
GLuint position = glGetAttribLocation(self.myProgram, "position");
//(4).打开position
glEnableVertexAttribArray(position);
//(5).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) * 8, NULL); //从6个偏移量变成8个,因为顶点数组增加了数据
//10.--------处理顶点颜色值-------
//(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.glsl中的输入变量：positionColor保持一致
GLuint positionColor = glGetAttribLocation(self.myProgram, "positionColor");
//(2).设置合适的格式从buffer里面读取数据
glEnableVertexAttribArray(positionColor);
//(3).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(positionColor, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 8, (float *)NULL + 3);//从6个偏移量变成8个,因为顶点数组增加了数据
//纹理坐标
GLuint textCoor = glGetAttribLocation(self.myProgram, "textCoor");
glEnableVertexAttribArray(textCoor);
glVertexAttribPointer(textCoor, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 8, (float *)NULL + 6);
//加载纹理
[self setupTexture:@"kunkun.jpg"];
//设置纹理采样器 sampler2D
glUniform1i(glGetUniformLocation(self.myProgram, "colorMap"), 0);
//11.找到myProgram中的projectionMatrix、modelViewMatrix 2个矩阵的地址。如果找到则返回地址，否则返回-1，表示没有找到2个对象。
GLuint projectionMatrixSlot = glGetUniformLocation(self.myProgram, "projectionMatrix");
GLuint modelViewMatrixSlot = glGetUniformLocation(self.myProgram, "modelViewMatrix");
float width = self.frame.size.width;
float height = self.frame.size.height;
//12.创建4 * 4投影矩阵
KSMatrix4 _projectionMatrix;
//(1)获取单元矩阵
ksMatrixLoadIdentity(&_projectionMatrix);
//(2)计算纵横比例 = 长/宽
float aspect = width / height; //长宽比
//(3)获取透视矩阵
/*
参数1：矩阵
参数2：视角，度数为单位
参数3：纵横比
参数4：近平面距离
参数5：远平面距离
参考PPT
*/
ksPerspective(&_projectionMatrix, 30.0, aspect, 5.0f, 20.0f); //透视变换，视角30°
//(4)将投影矩阵传递到顶点着色器
/*
void glUniformMatrix4fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
参数列表：
location:指要更改的uniform变量的位置
count:更改矩阵的个数
transpose:是否要转置矩阵，并将它作为uniform变量的值。必须为GL_FALSE
value:执行count个元素的指针，用来更新指定uniform变量
*/
glUniformMatrix4fv(projectionMatrixSlot, 1, GL_FALSE, (GLfloat*)&_projectionMatrix.m[0][0]);
//13.创建一个4 * 4 矩阵，模型视图矩阵
KSMatrix4 _modelViewMatrix;
//(1)获取单元矩阵
ksMatrixLoadIdentity(&_modelViewMatrix);
//(2)平移，z轴平移-10
ksTranslate(&_modelViewMatrix, 0.0, 0.0, -10.0);
//(3)创建一个4 * 4 矩阵，旋转矩阵
KSMatrix4 _rotationMatrix;
//(4)初始化为单元矩阵
ksMatrixLoadIdentity(&_rotationMatrix);
//(5)旋转
ksRotate(&_rotationMatrix, xDegree, 1.0, 0.0, 0.0); //绕X轴
ksRotate(&_rotationMatrix, yDegree, 0.0, 1.0, 0.0); //绕Y轴
ksRotate(&_rotationMatrix, zDegree, 0.0, 0.0, 1.0); //绕Z轴
//(6)把变换矩阵相乘.将_modelViewMatrix矩阵与_rotationMatrix矩阵相乘，结合到模型视图
ksMatrixMultiply(&_modelViewMatrix, &_rotationMatrix, &_modelViewMatrix);
//(7)将模型视图矩阵传递到顶点着色器
/*
void glUniformMatrix4fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
参数列表：
location:指要更改的uniform变量的位置
count:更改矩阵的个数
transpose:是否要转置矩阵，并将它作为uniform变量的值。必须为GL_FALSE
value:执行count个元素的指针，用来更新指定uniform变量
*/
glUniformMatrix4fv(modelViewMatrixSlot, 1, GL_FALSE, (GLfloat*)&_modelViewMatrix.m[0][0]);
//14.开启剔除操作效果
glEnable(GL_CULL_FACE);
//15.使用索引绘图
/*
void glDrawElements(GLenum mode,GLsizei count,GLenum type,const GLvoid * indices);
参数列表：
mode:要呈现的画图的模型
GL_POINTS
GL_LINES
GL_LINE_LOOP
GL_LINE_STRIP
GL_TRIANGLES
GL_TRIANGLE_STRIP
GL_TRIANGLE_FAN
count:绘图个数
type:类型
GL_BYTE
GL_UNSIGNED_BYTE
GL_SHORT
GL_UNSIGNED_SHORT
GL_INT
GL_UNSIGNED_INT
indices：绘制索引数组
*/
glDrawElements(GL_TRIANGLES, sizeof(indices) / sizeof(indices[0]), GL_UNSIGNED_INT, indices);
//16.要求本地窗口系统显示OpenGL ES渲染<目标>
[self.myContext presentRenderbuffer:GL_RENDERBUFFER];
}