当我们在不能使用GLKit的情况下，也可以使用GLSL来加载一张图片。那么我们今天就通过小案例来看一下代码实现。同时了解一下帧缓冲区和渲染缓冲区的关系。
一、效果图
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二、思路 & frameBuffer与renderBuffer的关系
首先，我们的大体思路主要分6个步骤：
- 设置图层CAEAGLLayer
- 设置上下文EAGLContext
- 清空缓冲区
- 设置renderBuffer
- 设置frameBuffer
- 开始绘制
注意，4、5 要先设置renderBuffer再设置frameBuffer，是因为frameBuffer是renderBuffer的管理者。
what？
那么我们来看一下他们的关系：
image
FrameBuffer是RenderBuffer的管理者，两者共同组成了帧缓存区。FrameBuffer是没有存储功能的，具体的存储功能实际是RenderBuffer。
FrameBuffer上有3个附着点：
颜色附着点（Color Attachment）：管理纹理、颜色缓冲区
深度附着点（depth Attachment）：会影响颜色缓冲区，管理深度缓冲区（Depth Buffer）
模板附着点（Stencil Attachment）：管理模板缓冲区（Stencil Buffer）RenderBuffer有3种缓存区：
深度缓存区（Depth Buffer）：存储深度值等
模板缓存区（Stencil Buffer）：存储模板
纹理缓存区（ Texture mip Images）：保存的是MipMap中当前深度的切片。所以需要深度附着点和颜色附着点共同协作。
三、流程图
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四、源码部分
1、顶点着色器
//特意加的注释，真是项目中，切记不要写中文，避免不必要的错误
attribute vec4 position;//4维向量-顶点坐标
attribute vec2 textCoordinate;//2维向量-纹理坐标
varying lowp vec2 varyTextCoord;//与fsh中一模一样
void main()
{
varyTextCoord = textCoordinate;//把纹理坐标 桥接到fsh
gl_Position = position;//最终的顶点结果要赋值给GLSL的内建变量`gl_Position`
}
2、片元着色器
//特意加的注释，真是项目中，切记不要写中文，避免不必要的错误
precision highp float;//表示：声明这里的float默认使用高精度
varying lowp vec2 varyTextCoord;//与vsh中一模一样
uniform sampler2D colorMap;//纹理
void main()
{
/*
**注意**
假如有1000个像素点，片元着色器会执行1000次。
在 模拟器运行的时候其实没有GPU。是CPU来模拟GPU来执行的。 当我们用复杂特效的时候，就需要用真机跑了
*/
//最终每个，单个像素的颜色赋值给内建变量gl_FragColor
//texture2D（纹理，纹理坐标）return颜色值
gl_FragColor = texture2D(colorMap,varyTextCoord);
}
3、View.m文件中
#import "GLSLView.h"
#import
@interface GLSLView()
//1、EAGL提供的绘制表面：CAEAGLLayer（属于核心动画的特殊图层的一种）
@property (nonatomic,strong) CAEAGLLayer *myEaglLayer;
//2、上下文
@property (nonatomic,strong) EAGLContext *myContext;
//3、渲染缓冲区
@property (nonatomic,assign) GLuint myColorRenderBuffer;
//4、帧缓冲区
@property (nonatomic,assign) GLuint myColorFrameBuffer;
//5、程序对象的id
@property (nonatomic,assign) GLuint myPrograme;
@end
@implementation GLSLView
- (void)layoutSubviews
{
//1、设置图层
[self setUpLayer];
//2、设置上下文
[self setUpContext];
//3、清空缓冲区
[self deleteBuffers];
//4、设置renderBuffer
[self setUpRenderBuffer];
//5、设置frameBuffer
[self setUpframeBuffer];
//6、开始绘制
[self renderDraw];
}
#pragma mark - 1、设置图层
-(void)setUpLayer{
//1、创建图层
//注意，重写layerClass，将我们自定义的GLSLView的图层，从CALayer替换成CAEAGLLayer。要重写layerClass方法
self.myEaglLayer = (CAEAGLLayer *)self.layer;
//2、设置规格scale
[self setContentScaleFactor:[[UIScreen mainScreen] scale]];
//3、设置描述属性
/*
1)kEAGLDrawablePropertyRetainedBacking 表示绘图表面显示后，是否保留其内容。
2)kEAGLDrawablePropertyColorFormat 可绘制表面的内部颜色缓存区格式.
kEAGLColorFormatRGBA8：32位RGBA的颜色，4*8=32位(默认)
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.myEaglLayer.drawableProperties = [NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:
@false,kEAGLDrawablePropertyRetainedBacking,
kEAGLColorFormatRGBA8,kEAGLDrawablePropertyColorFormat,
nil];
}
+(Class)layerClass{
return [CAEAGLLayer class];
}
#pragma mark - 2、设置上下文
-(void)setUpContext{
//1、使用2.0版本初始化上下文
EAGLContext *context = [[EAGLContext alloc]initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES2];
//2、判断是否创建成功
if (!context) {
NSLog(@"context failed!");
return;
}
//3、设置图形上下文
if(![EAGLContext setCurrentContext:context]){
NSLog(@"currentContext failed!");
return;
}
self.myContext = context;
}
#pragma mark - 3、清空缓冲区
-(void)deleteBuffers{
/*
buffer分frameBuffer 和 renderBuffer两大类
其中，frameBuffer 相当于 renderBuffer 的管理者
frame buffer object 即称为FBO
renderBuffer又分为3类：colorBuffer、depthBuffer、stencilBuffer
*/
//1、删除renderBuffer
glDeleteBuffers(1, &_myColorRenderBuffer);
self.myColorRenderBuffer = 0;
//2、删除frameBuffer
glDeleteBuffers(1, &_myColorFrameBuffer);
self.myColorFrameBuffer = 0;
}
#pragma mark - 4、设置renderBuffer
-(void)setUpRenderBuffer{
//1、定义一个缓冲区id
GLuint buffer;
//2、申请一个缓冲区
glGenRenderbuffers(1, &buffer);
//3、赋值成全局变量
self.myColorRenderBuffer = buffer;
//4、将申请的id绑定到GL_RENDERBUFFER
glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, self.myColorRenderBuffer);
//5、将可绘制对象的CAEAGLLayer的存储 绑定到 renderBuffer对象。此处把context和layer绑定到一起了，一定要写
//指定存储在 renderbuffer 中图像的宽高以及颜色格式（从myLayer中获取），并按照此规格为之分配存储空间
[self.myContext renderbufferStorage:GL_RENDERBUFFER fromDrawable:self.myEaglLayer];
}
#pragma mark - 5、设置frameBuffer
-(void)setUpframeBuffer{
//1、定义id
GLuint buffer;
//2、申请一个和缓冲区
glGenFramebuffers(1, &buffer);
//3、赋值
self.myColorFrameBuffer = buffer;
//4、绑定
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, self.myColorFrameBuffer);
//5、renderBuffer与frameBuffer绑定到一起
/*
1）生成帧缓存区之后，则需要将renderbuffer跟framebuffer进行绑定，
2）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
3）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);
}
#pragma mark - 6、开始绘制
-(void)renderDraw{
//1、设置背景色&清空颜色缓冲区
glClearColor(0.3, 0.45, 0.6, 1);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
//2、设置视口
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);
//3、读取顶点和片元着色器地址
NSString *vertexFile = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"shader" ofType:@"vsh"];
NSString *fragmentFile = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"shader" ofType:@"fsh"];
NSLog(@"vertFile:%@",vertexFile);
NSLog(@"fragFile:%@",fragmentFile);
//4、加载shader，拿到progrme
self.myPrograme = [self loadShaderWithVertexFile:vertexFile andFragmentFile:fragmentFile];
//5、链接link
glLinkProgram(self.myPrograme);
//6、检测link
GLint linkStatus;
glGetProgramiv(self.myPrograme, GL_LINK_STATUS, &linkStatus);
if (linkStatus == GL_FALSE) {
//获取link失败的信息
GLchar message[512];
glGetProgramInfoLog(self.myPrograme, sizeof(message), 0, &message[0]);
NSString *messageString = [NSString stringWithUTF8String:message];
NSLog(@"program link error:%@",messageString);
return;
}
//7、使用program
glUseProgram(self.myPrograme);
//8、设置顶点坐标、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,
};
//9、转存到顶点缓冲区
GLuint attrBuffer;
glGenBuffers(1, &attrBuffer);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, attrBuffer);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(attrArr), attrArr, GL_DYNAMIC_DRAW);
//10、打开attribute通道,读取顶点数据
//1）获取顶点数据通道id 注意第二个参数要和vsh中的变量一模一样
GLuint position = glGetAttribLocation(self.myPrograme, "position");
//2）设置合适的格式从buffer里面读取数据
glEnableVertexAttribArray(position);
//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(position, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 5, NULL + 0);
//11、读取纹理数据
GLuint textCoordinate = glGetAttribLocation(self.myPrograme, "textCoordinate");
glEnableVertexAttribArray(textCoordinate);
glVertexAttribPointer(textCoordinate, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 5, (float *)NULL + 3);
//12、加载纹理，解压图片
[self setUpTexture:@"mark.jpeg"];
//13、设置纹理采样器sampler2D
glUniform1i(glGetUniformLocation(self.myPrograme, "colorMap"), 0);
//14、绘制
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6);
//15、从渲染缓冲区显示到屏幕上
[self.myContext presentRenderbuffer:GL_RENDERER];
}
#pragma mark - 加载着色器shader，并且与程序附着，拿到最后的程序id
-(GLuint)loadShaderWithVertexFile:(NSString *)vertexFile andFragmentFile:(NSString *)fragmentFile
{
//1、定义顶点着色器对象、片元着色器对象
GLuint verShader,fragShader;
//2、创建一个程序对象
GLuint program = glCreateProgram();
//3、编译2个着色器
/*
编译的步骤一模一样，直接封装起来
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 compileShader:&verShader type:GL_VERTEX_SHADER filePath:vertexFile];
[self compileShader:&fragShader type:GL_FRAGMENT_SHADER filePath:fragmentFile];
//4、把着色器附着到程序上
glAttachShader(program, verShader);
glAttachShader(program, fragShader);
//5、着色器附着之后就没啥用了 释放掉
glDeleteShader(verShader);
glDeleteShader(fragShader);
return program;
}
#pragma mark - 编译着色器
-(void)compileShader:(GLuint *)shader type:(GLenum)type filePath:(NSString *)filePath{
//1、读取着色器文件路径，转换成c语言字符串
NSString *pathString = [NSString stringWithContentsOfFile:filePath encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil];
const GLchar* source = (GLchar*)[pathString UTF8String];
//2、创建一个对应的shader
*shader = glCreateShader(type);
//3、将着色器源码 附着到着色器对象上
/*
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);
}
#pragma mark - 加载纹理，解压图片
-(GLuint)setUpTexture:(NSString *)imageName{
//1、纹理解压缩
CGImageRef spriImage = [UIImage imageNamed:imageName].CGImage;
//2、判断图片有没有拿到
if (!spriImage) {
NSLog(@"load image faile");
exit(1);
}
//3、创建一个上下文
/*
CGBitmapContextCreate
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
*/
//1)拿到图片的宽高
size_t width = CGImageGetWidth(spriImage);
size_t height = CGImageGetHeight(spriImage);
//2）拿到图片的大小
GLubyte *spriData = (GLubyte *)calloc(width * height * 4, sizeof(GLubyte));
//3）创建上下文 CGContextRef
CGContextRef spriContext = CGBitmapContextCreate(spriData, width, height, 8, width*4, CGImageGetColorSpace(spriImage), kCGImageAlphaPremultipliedLast);
//4、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
*/
//1)拿到坐标
CGRect rect = CGRectMake(0, 0, width, height);
//2）使用默认方式绘制
CGContextDrawImage(spriContext, rect, spriImage);
//5、画图完毕就释放上下文
CGContextRelease(spriContext);
//6、绑定纹理id （小技巧，如果只有一个纹理id，默认是0，就可以省略glGenTexture代码了）
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
//7、设置纹理属性
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);
//8、载入2D纹理
/*
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
*/
float fw = width,fh = height;
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, fw, fh, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, spriData);
//9、释放spriData
free(spriData);
return 0;
}
@end