OpenGL ES渲染流程

OpenGL ES作为一个底层渲染的接口,通过硬件加速,可以更好的处理图像绘制功能。

OpenGL ES渲染的过程

OpenGL ES渲染过程

具体的渲染流程:
1.创建EAGLContext 是一个Objective-c对象,管理上下文的相关状态。

    _context = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES2];
    [EAGLContext setCurrentContext:_context];

此处使用的是OpenGL ES 2.0,是一个可编程管线,更灵活的进行图像处理。

2.编译和链接着色器
着色器程序类似于c的小程序,可以通过链接,处理图像渲染。

const char *shaderChar = [shaderText UTF8String];
    
   GLuint shaderHandle = glCreateShader(shaderType);
    //传NULL支持中文注释
    glShaderSource(shaderHandle, 1, &shaderChar, NULL);
    glCompileShader(shaderHandle);
    
    //检查错误
    GLint status;
    glGetShaderiv(shaderHandle, GL_COMPILE_STATUS, &status);
    if(status == GL_FALSE) {
        GLchar message[256];
        glGetShaderInfoLog(shaderHandle, sizeof(message), 0, &message[0]);
        NSLog(@"%@",[NSString stringWithUTF8String:message]);
    }

创建程序处理shader

GLuint program = glCreateProgram();
    glAttachShader(program, vertextShader);
    glAttachShader(program, fragmentShader);
    
    glLinkProgram(program);
    
    GLint status;
    glGetProgramiv(program, GL_LINK_STATUS, &status);
    if(status == GL_FALSE) {
        GLchar message[256];
        glGetProgramInfoLog(program, sizeof(message), 0, &message[0]);
        NSLog(@"%@",[NSString stringWithUTF8String:message]);
    }

3.创建帧缓存以及对应的颜色附件

//将帧缓存内容输出到纹理(离屏渲染)
    glGenFramebuffers(1, &_screenFrameBuffer);
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, _screenFrameBuffer);

    glGenRenderbuffers(1, &_colorRenderBuffer);
    glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, _colorRenderBuffer);
 //将颜色缓存附近到帧缓存中(需要绑定对应颜色缓存,否则无效指令)
    glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_RENDERBUFFER, _colorRenderBuffer);
[self.context renderbufferStorage:GL_RENDERBUFFER fromDrawable:self.CAEALayer];

4.绘制

glUseProgram(self.program);
//绑定帧缓存,不假设前面以前绑定
 glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, _texFrameBuffer);
    glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, _depthBuffer);
    glClearColor(1.0, 1.0, .0, 1.0);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
   //设置视口,指定渲染的区域
    glViewport(0, 0, self.frame.size.width, self.frame.size.height);
    glDrawArrays(GL_TRIANGLE_FAN, 0, sizeof(HandleVertices));

渲染的过程中需要,自己写shader
创建一个顶点着色器file->new file ->empty 命名vetex.vsh。

attribute vec3 aHandlePostion;
varying vec2 vHandleTexPostion;
void main()
{
    gl_Position = vec4(aHandlePostion, 1.0);
    vHandleTexPostion = aHanldlTexPostion;
}

方法中有关键字attribute关键字,可以传递顶点数据到顶点着色器,是一个可读属性,可以传递顶点颜色法向量等数据。
varying可以将数据从顶点着色器传递给片段着色器,在顶点着色器可以修改。
着色程序以main开始,用于计算顶点数据,然后进入光栅器,进行光栅化。
gl_Position着色语言的内置变量,返回对应顶点数据。
这个着色器很简单,将外部传递的顶点数据直接赋值,没有做矩阵转换。定义成标准化设备坐标(NDC)。

下面让我们看下片段着色器
precision mediump float;
varying vec2 vHandleTexPostion;
void main()
{
    vec4 texColor = texture2D(uHandleTex, vHandleTexPostion);
    gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
}

片段着色器很简单,直接返回一个红色,不对照片进行处理。
OpenGL ES针对嵌入式设备,内存容量小,故使用变量需要定义精度
此处声明float为mediump,还有对应highp lowp
此处的varying就是和上述定义的顶点着色器变量一样,不能修改。
texture2D采样照片纹理像素数据,然后展示。
gl_FragColor是一个内置变量,返回此片段的颜色。
NOTE:渲染管线中的背面剔除、深度测试、混合、裁剪等操作会在这个步骤后由GPU处理。因此此时返回的颜色并不一定是最终的颜色。

传递数据给片段着色器
//获取顶点的位置,就是顶点着色器定义的变量名
_aHandlePostion = glGetAttribLocation(program, "aHandlePostion");

static GLfloat HandleVertices[] = {
    //坐标
  -1, -1, 0,
  1, -1, 0 ,   
  1, 1, 0,    
  -1, 1, 0,   
};
 glVertexAttribPointer(_aHandlePostion, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(float) * 5, HandleVertices);
 glEnableVertexAttribArray(_aHandlePostion);

NOTE着色器中如果定义了变量,而没有使用,GPU为了优化,可能会去掉,导致未知的问题。

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