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本章为我的Cocos2d-x教程一书初稿。望各位看官多提建议!
钓鱼岛自古以来属于中国!
本节所用Cocos2d-x版本:cocos2d-2.0-x-2.0.2
一个图形引擎,总是由构建点,线,面的绘制功能写起来的。点,线,面。构成了最初的图形基础。所以说,掌握点,线,面是掌握引擎的基础。
在Cocos2d-x 1.0版本中,提供了使用OpenGL API来创建点,线,面的例子DrawPrimitivesTest。而在2.0中,同样的例子名称,而内部实现却差别巨大。我们知道,在Cocos2d-x 2.0版本,相较于1.0,增加了shader的支持,而DrawPrimitivesTest这个例子,就是学习基础Shader的最好教程。
学前提示:
OpenGL着色语言(GLSL――OpenGL Shading Language)是用来在OpenGL中着色编程的语言,也即开发人员写的短小的自定义程序,他们是在图形卡的GPU (Graphic Processor Unit图形处理单元)上执行的,代替了固定的渲染管线的一部分。比如:视图转换、投影转换等。GLSL(GL Shading Language)的着色器代码分成2个部分:Vertex Shader(顶点着色器)和Fragment(片断着色器),有时还会有Geometry Shader(几何着色器)。负责运行顶点着色的是顶点着色器。它可以得到当前OpenGL 中的状态,GLSL内置变量进行传递。
打开TestCpp工程,找到Classes下的DrawPrimitivesTest目录。打开两个文件:
DrawPrimitivesTest.h/cpp
#ifndef _DRAW_PRIMITIVES_TEST_H_ #define _DRAW_PRIMITIVES_TEST_H_ //包含Cocos2d头文件 ////----#include "cocos2d.h" //使用TestScene这个CCScene类 #include "../testBasic.h" //定义派生于CCLayer的类DrawPrimitivesTest,重载draw用于进行手动渲染处理 class DrawPrimitivesTest : public CCLayer { public: //构造 DrawPrimitivesTest(); //析构 virtual void draw(); }; //定义派生于TestScene的类DrawPrimitiveTestScene,做为TestCpp工程中TestController类集中管理的各个小功能例子的场景 class DrawPrimitivesTestScene : public TestScene { public: //重载启动此功能例子的场景函数 virtual void runThisTest(); }; #endif
OK,头文件看完了,现在看CPP文件:
#include "DrawPrimitivesTest.h" //构造函数 DrawPrimitivesTest::DrawPrimitivesTest() { } //手动处理的渲染函数 void DrawPrimitivesTest::draw() { //取得屏幕大小 CCSize s = CCDirector::sharedDirector()->getWinSize(); //检测是否有OpenGL错误发生,如果有则打印错误 CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); //平滑模式,即高洛德着色 // glEnable(GL_LINE_SMOOTH); //绘制一条件,参1为起点,参2为终点,ccp为生成CCPoint的宏 ccDrawLine( ccp(0, 0), ccp(s.width, s.height) ); //检测是否有OpenGL错误发生,如果有则打印错误 CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); //设置线宽 glLineWidth( 5.0f ); //设置后面要进行绘制时所用的色彩 ccDrawColor4B(255,0,0,255); //绘制线条 ccDrawLine( ccp(0, s.height), ccp(s.width, 0) ); //检测是否有OpenGL错误发生,如果有则打印错误 CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); //设置点的大小 ccPointSize(64); //设置后面要进行绘制时所用的色彩 ccDrawColor4B(0,0,255,128); //绘制一个点 ccDrawPoint( ccp(s.width / 2, s.height / 2) ); //检测是否有OpenGL错误发生,如果有则打印错误 CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); // 绘制四个点 //这里创建位置点数组 CCPoint points[] = { ccp(60,60), ccp(70,70), ccp(60,70), ccp(70,60) }; ccPointSize(4); //设置后面要进行绘制时所用的色彩 ccDrawColor4B(0,255,255,255); //使用位置点数组做为四个顶点的位置进行绘制 ccDrawPoints( points, 4); //检测是否有OpenGL错误发生,如果有则打印错误 CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); //绘制一个绿色圆 glLineWidth(16); //设置后面要进行绘制时所用的色彩 ccDrawColor4B(0, 255, 0, 255); //绘制圆函数,参1是中心点,参2为半径,参3为圆的逆时针旋转角度,参4为圆的平均切分段数,最后一个参数是指定是否从圆分段起止点位置向圆中心连线,这里不进行连线 ccDrawCircle( ccp(s.width/2, s.height/2), 100, 0, 10, false); //检测是否有OpenGL错误发生,如果有则打印错误 CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); //绘制一个蓝色圆,进行连线 glLineWidth(2); //设置后面要进行绘制时所用的色彩 ccDrawColor4B(0, 255, 255, 255); //这里使用了一个宏CC_DEGREES_TO_RADIANS把角度值转为弧度。转动了90度,目的是为了让中心连线垂直显示。 ccDrawCircle( ccp(s.width/2, s.height/2), 50, CC_DEGREES_TO_RADIANS(90), 50, true); //继续检错 CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); // 绘制多边形线框。 ccDrawColor4B(255, 255, 0, 255); glLineWidth(10); CCPoint vertices[] = { ccp(0,0), ccp(50,50), ccp(100,50), ccp(100,100), ccp(50,100) }; //这里绘制多边形线框函数,使用上面的顶点数组做为多边形线框的顶点位置,第二个参数为顶点数量,第三个参数指定是否首尾自动连接形成封闭线框。 //注:其实这个函数拆成两个函数比较好,一个是去掉最后一个参数的ccDrawPoly,用于绘制默认封闭的多边形线框。另一个ccDrawLineList用于绘制线段列。 ccDrawPoly( vertices, 5, false); //继续检错 CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); //绘制实体多边形 glLineWidth(1); CCPoint filledVertices[] = { ccp(0,120), ccp(50,120), ccp(50,170), ccp(25,200), ccp(0,170) }; //这里绘制内部填充指定色彩的多边形 ccDrawSolidPoly(filledVertices, 5, ccc4f(0.5f, 0.5f, 1, 1 ) ); // 绘制封闭多边形线框,这里就是个三角形线框了。 ccDrawColor4B(255, 0, 255, 255); glLineWidth(2); CCPoint vertices2[] = { ccp(30,130), ccp(30,230), ccp(50,200) }; ccDrawPoly( vertices2, 3, true); CHECK_GL_ERROR_DEBUG();
后面绘制贝塞尔曲线,要了解贝塞尔曲线,请在维基百科里学习一下
http://zh.wikipedia.org/zh-cn/貝茲曲線#.E4.BA.8C.E6.AC.A1.E6.96.B9.E8.B2.9D.E8.8C.B2.E6.9B.B2.E7.B7.9A
下面是绘制二次贝塞尔曲线,类似下图,图是从维基百科上找来的,恕我没那个能力画图了暂拿来用讲原理
//这个就是cocos2d-x2.0绘制二次贝塞尔曲线函数,三个参数分别如图中P0,P1,P2,不过在咱们这个例子中,正好与之上下镜像。最后一个是曲线构成所用的线段数,当然,线段数越多曲线越平滑。 ccDrawQuadBezier(ccp(0,s.height), ccp(s.width/2,s.height/2), ccp(s.width,s.height), 50); //检错 CHECK_GL_ERROR_DEBUG();
然后是绘制高阶贝塞尔曲线,类似下图
//前四个参数应该对应的是P0,P1,P3,P4,图上的P2可以省去。最后一个是曲线构成所用的线段数。 ccDrawCubicBezier(ccp(s.width/2, s.height/2), ccp(s.width/2+30,s.height/2+50), ccp(s.width/2+60,s.height/2-50),ccp(s.width, s.height/2),100); CHECK_GL_ERROR_DEBUG();
再继续
//绘制黄色实心四边形色块。 CCPoint vertices3[] = {ccp(60,160), ccp(70,190), ccp(100,190), ccp(90,160)}; ccDrawSolidPoly( vertices3, 4, ccc4f(1,1,0,1) ); // 重置绘制状态 glLineWidth(1); ccDrawColor4B(255,255,255,255); ccPointSize(1); CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); }
//启动场景 void DrawPrimitivesTestScene::runThisTest() { //用new 创建一个DrawPrimitivesTest实例对象做为场景中要显示的层。 CCLayer* pLayer = new DrawPrimitivesTest(); addChild(pLayer); pLayer->release(); //替换当前正在运行的基它实例场景 CCDirector::sharedDirector()->replaceScene(this); }
好吧,运行一下,看图:
一个一个来对照代码看一看,我们发现,其在调用ccPointSize进行点的大小设置时根本就不管用。 有点无语,可见这一版扣扣二弟放出来还是有点仓促~
大家先看罢,吾上WC下,一会儿见。
约过了五分钟………..
现在大家看懂照截图看懂代码了吧。那我们更深入一步吧。
既然画点有点问题咱就先看画点。在ccDrawPoint函数调用处加断点。F11进入CCDrawingPrimitives.cpp:
void ccDrawPoint( const CCPoint& point ) { //Shader初始化函数,一会儿再解。 lazy_init(); //定义顶点变量,填充位置 ccVertex2F p; p.x = point.x; p.y = point.y; //设置OpenGL在后面的渲染中用到顶点位置属性。 ccGLEnableVertexAttribs( kCCVertexAttribFlag_Position ); //这里对下面的渲染使用了Shader s_pShader->use(); //设置Shader的输入参数:最终矩阵结果值(世界x观察x投影矩阵)。 s_pShader->setUniformForModelViewProjectionMatrix(); //设置Shader的输入参数:色彩。取s_tColor.r地址做为float4参数值的地址传入。实际Shader使用的是s_tColor的所有四个float值。 s_pShader->setUniformLocationWith4fv(s_nColorLocation, (GLfloat*) &s_tColor.r, 1); //设置Shader的输入参数:点大小 s_pShader->setUniformLocationWith1f(s_nPointSizeLocation, s_fPointSize); //将p设置为使用的顶点位置参数 glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, &p); //绘制顶点数组,参1为要绘制的图形为点,参2为顶点起始索引,参3为顶点数量 glDrawArrays(GL_POINTS, 0, 1); //渲染批次(DrawCall)统计 CC_INCREMENT_GL_DRAWS(1); }
回头看lazy_init,作者命名lazy_init的原因难道是说:我懒,初始化的相关处理就不每次写了,放函数里用多省心~。
要看函数,先看文件最上部作者定义的静态变量。
static bool s_bInitialized = false; //用于标记是否初始化 static CCGLProgram* s_pShader = NULL; //Shader代码程式 static int s_nColorLocation = -1; //Shader输入色彩的变量位置索引 static ccColor4F s_tColor = {1.0f,1.0f,1.0f,1.0f}; //色彩值 static int s_nPointSizeLocation = -1; //Shader 输入的大小的变量位置索引 static GLfloat s_fPointSize = 1.0f; //大小值
然后分析这个函数:
static void lazy_init( void ) { //如果尚未初始化,则进行初始化,已经初始化则略过 if( ! s_bInitialized ) { //通过字符串参数找到所对应Shader文件的Shader代码程式 s_pShader = CCShaderCache::sharedShaderCache()->programForKey(kCCShader_Position_uColor); //取得Shader对应变量"u_color"在程式片段中的位置索引,返回给s_nColorLocation。 s_nColorLocation = glGetUniformLocation( s_pShader->getProgram(), "u_color"); //检错 CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); //取得Shader对应变量"u_pointSize"在程式片段中的位置索引,返回给s_nPointSizeLocation。 s_nPointSizeLocation = glGetUniformLocation( s_pShader->getProgram(), "u_pointSize"); //检错 CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); //设置初始化完成 s_bInitialized = true; } }
lazy_init函数指明了当前这些绘制点,线,面所用的Shader为字符串变量kCCShader_Position_uColor所对应的Shader。在kCCShader_Position_uColor上按F12进入CCGLProgram.h,这里定义了不少字符串变量:
#define kCCShader_PositionTextureColor "ShaderPositionTextureColor" #define kCCShader_PositionTextureColorAlphaTest "ShaderPositionTextureColorAlphaTest" #define kCCShader_PositionColor "ShaderPositionColor" #define kCCShader_PositionTexture "ShaderPositionTexture" #define kCCShader_PositionTexture_uColor "ShaderPositionTexture_uColor" #define kCCShader_PositionTextureA8Color "ShaderPositionTextureA8Color" #define kCCShader_Position_uColor "ShaderPosition_uColor"
Shader程序在哪呢?我们追查一下CCShaderCache::sharedShaderCache()->programForKey函数。进入到CCShaderCache.cpp文件,这里有一个CCShaderCache类,顾名思义,Shader缓冲。代码不多,详细解之:
#ifndef __CCSHADERCACHE_H__ #define __CCSHADERCACHE_H__ //使用到目录相关处理类 #include "cocoa/CCDictionary.h" //使用Cocos2d命名空间 NS_CC_BEGIN //声明使用类CCGLProgram class CCGLProgram; //由CCObject派生类CCShaderCache class CC_DLL CCShaderCache : public CCObject { public: //构造函数 CCShaderCache(); //析构 virtual ~CCShaderCache(); //返回单件类实例指针 static CCShaderCache* sharedShaderCache(); //释放所管理的所有Shader代码片段 static void purgeSharedShaderCache(); //从相关文件载入默认的一些Shader代码片段 void loadDefaultShaders(); //从相关文件重新载入默认的一些Shader代码片段 void reloadDefaultShaders(); //从容器中查询指定名称的Shader代码片段 CCGLProgram * programForKey(const char* key); //将一个Shader代码片段指定名称放入容器 void addProgram(CCGLProgram* program, const char* key); private: //初始化 bool init(); //按照顶点格式类型载入相应的Shader代码片段 void loadDefaultShader(CCGLProgram *program, int type); //目录管理类 CCDictionary* m_pPrograms; }; NS_CC_END #endif /* __CCSHADERCACHE_H__ */
Cpp文件:
#include "CCShaderCache.h" #include "CCGLProgram.h" #include "ccMacros.h" #include "ccShaders.h" NS_CC_BEGIN //枚举,Shader代码片段中的一些顶点格式类型 enum { kCCShaderType_PositionTextureColor, //顶点格式为位置+纹理UV+材质色 kCCShaderType_PositionTextureColorAlphaTest, //顶点格式为顶点格式为位置+纹理UV+材质色+用于AlphaTest的ALPHA值 kCCShaderType_PositionColor,// 顶点格式为位置+材质色 kCCShaderType_PositionTexture, //顶点格式为位置+纹理UV kCCShaderType_PositionTexture_uColor, //顶点格式为位置+纹理UV+材质色 kCCShaderType_PositionTextureA8Color, //顶点格式为位置+纹理UV+灰度 kCCShaderType_Position_uColor, //顶点格式为位置+材质色 kCCShaderType_MAX, //枚举结束值 }; //静态Shader缓冲指针 static CCShaderCache *_sharedShaderCache = 0; //取得Shader缓冲单件实例指针 CCShaderCache* CCShaderCache::sharedShaderCache() { if (!_sharedShaderCache) { _sharedShaderCache = new CCShaderCache(); if (!_sharedShaderCache->init()) { CC_SAFE_DELETE(_sharedShaderCache); } } return _sharedShaderCache; } //释放 void CCShaderCache::purgeSharedShaderCache() { //安全释放并置空 CC_SAFE_RELEASE_NULL(_sharedShaderCache); } //构造 CCShaderCache::CCShaderCache() : m_pPrograms(0) { } //析构 CCShaderCache::~CCShaderCache() { CCLOGINFO("cocos2d deallocing 0x%X", this); m_pPrograms->release(); } //初始化 bool CCShaderCache::init() { //创建目录管理器 m_pPrograms = new CCDictionary(); //从相关Shader文件载入默认的Shader代码片段 loadDefaultShaders(); return true; } //从相关Shader文件载入默认的Shader代码片段 void CCShaderCache::loadDefaultShaders() { //新建一个Shader代码片段 CCGLProgram *p = new CCGLProgram(); //通过类型枚举值kCCShaderType_PositionTextureColor加载相应的Shader文件到Shader代码片段中,这里是加载kCCShaderType_PositionTexture_uColor类型 loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTextureColor); //将Shader代码片段与代码片段字符串名称进行绑定存入容器 m_pPrograms->setObject(p, kCCShader_PositionTextureColor); p->release(); //同上,创建Shader代码片段并加载其它类型 p = new CCGLProgram(); loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTextureColorAlphaTest); m_pPrograms->setObject(p, kCCShader_PositionTextureColorAlphaTest); p->release(); //新建第三种Shader代码片段 p = new CCGLProgram(); loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionColor); m_pPrograms->setObject(p, kCCShader_PositionColor); p->release(); //新建第四种Shader代码片段 p = new CCGLProgram(); loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTexture); m_pPrograms->setObject(p, kCCShader_PositionTexture); p->release(); //新建第五种Shader代码片段 p = new CCGLProgram(); loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTexture_uColor); m_pPrograms->setObject(p ,kCCShader_PositionTexture_uColor); p->release(); //新建第六种Shader代码片段 p = new CCGLProgram(); loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTextureA8Color); m_pPrograms->setObject(p, kCCShader_PositionTextureA8Color); p->release(); //新建第七种Shader代码片段 p = new CCGLProgram(); loadDefaultShader(p, kCCShaderType_Position_uColor); m_pPrograms->setObject(p, kCCShader_Position_uColor); p->release(); } //重新载入 void CCShaderCache::reloadDefaultShaders() { //通过字符串名称找到对应的Shader代码片段 // CCGLProgram *p = programForKey(kCCShader_PositionTextureColor); //重置 p->reset(); //重新载入 loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTextureColor); // 同上,重新载入其它类型的Shader代码片段 p = programForKey(kCCShader_PositionTextureColorAlphaTest); p->reset(); loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTextureColorAlphaTest); p = programForKey(kCCShader_PositionColor); p->reset(); loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionColor); p = programForKey(kCCShader_PositionTexture); p->reset(); loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTexture); p = programForKey(kCCShader_PositionTexture_uColor); p->reset(); loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTexture_uColor); p = programForKey(kCCShader_PositionTextureA8Color); p->reset(); loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTextureA8Color); p = programForKey(kCCShader_Position_uColor); p->reset(); loadDefaultShader(p, kCCShaderType_Position_uColor); } //按照顶点格式类型载入相应的Shader文件,组成代码片段 void CCShaderCache::loadDefaultShader(CCGLProgram *p, int type) { switch (type) { case kCCShaderType_PositionTextureColor: //顶点格式为位置+纹理UV+材质色 //从“ccShader_PositionTextureColor_vert.h”和“ccShader_PositionTextureColor_frag.h”中为Shader代码片段加载VS和PS p->initWithVertexShaderByteArray(ccPositionTextureColor_vert, ccPositionTextureColor_frag); //将Shader代码的输入位置参数名称与索引进行绑定 p->addAttribute(kCCAttributeNamePosition, kCCVertexAttrib_Position); //将Shader代码的输入色彩参数名称与索引进行绑定 p->addAttribute(kCCAttributeNameColor, kCCVertexAttrib_Color); //将Shader代码的输入纹理坐标参数名称与索引进行绑定 p->addAttribute(kCCAttributeNameTexCoord, kCCVertexAttrib_TexCoords); break; case kCCShaderType_PositionTextureColorAlphaTest: //顶点格式为位置+纹理UV+材质色+用于AlphaTest的A通道 //从 p->initWithVertexShaderByteArray(ccPositionTextureColor_vert, ccPositionTextureColorAlphaTest_frag); //将Shader代码的输入位置参数名称与索引进行绑定 p->addAttribute(kCCAttributeNamePosition, kCCVertexAttrib_Position); //将Shader代码的输入色彩参数名称与索引进行绑定 p->addAttribute(kCCAttributeNameColor, kCCVertexAttrib_Color); //将Shader代码的输入玟理坐标参数名称与索引进行绑定 p->addAttribute(kCCAttributeNameTexCoord, kCCVertexAttrib_TexCoords); break; case kCCShaderType_PositionColor: //顶点格式为位置+材质色 p->initWithVertexShaderByteArray(ccPositionColor_vert ,ccPositionColor_frag); //将Shader代码的输入位置参数名称与索引进行绑定 p->addAttribute(kCCAttributeNamePosition, kCCVertexAttrib_Position); //将Shader代码的输入色彩参数名称与索引进行绑定p->addAttribute(kCCAttributeNameColor, kCCVertexAttrib_Color); break; case kCCShaderType_PositionTexture: //顶点格式为位置+纹理坐标p->initWithVertexShaderByteArray(ccPositionTexture_vert ,ccPositionTexture_frag); //将Shader代码的输入位置参数名称与索引进行绑定 p->addAttribute(kCCAttributeNamePosition, kCCVertexAttrib_Position); //将Shader代码的输入色彩参数名称与索引进行绑定 p->addAttribute(kCCAttributeNameTexCoord, kCCVertexAttrib_TexCoords); break; case kCCShaderType_PositionTexture_uColor: //顶点格式为位置+纹理坐标p->initWithVertexShaderByteArray(ccPositionTexture_uColor_vert, ccPositionTexture_uColor_frag); //将Shader代码的输入位置参数名称与索引进行绑定 p->addAttribute(kCCAttributeNamePosition, kCCVertexAttrib_Position); //将Shader代码的输入纹理坐标参数名称与索引进行绑定 p->addAttribute(kCCAttributeNameTexCoord, kCCVertexAttrib_TexCoords); break; case kCCShaderType_PositionTextureA8Color: //顶点格式为位置+灰度值p->initWithVertexShaderByteArray(ccPositionTextureA8Color_vert, ccPositionTextureA8Color_frag); //将Shader代码的输入位置参数名称与索引进行绑定 p->addAttribute(kCCAttributeNamePosition, kCCVertexAttrib_Position); //将Shader代码的输入色彩参数名称与索引进行绑定 p->addAttribute(kCCAttributeNameColor, kCCVertexAttrib_Color); //将Shader代码的输入纹理坐标参数名称与索引进行绑定 p->addAttribute(kCCAttributeNameTexCoord, kCCVertexAttrib_TexCoords); break; case kCCShaderType_Position_uColor: p->initWithVertexShaderByteArray(ccPosition_uColor_vert, ccPosition_uColor_frag); //将Shader代码的输入位置参数名称与索引进行绑定 p->addAttribute("aVertex", kCCVertexAttrib_Position); break; default: //如果是其它打印错误 CCLOG("cocos2d: %s:%d, error shader type", __FUNCTION__, __LINE__); return; } //将VS与PS进行连接 p->link(); //更新输入参数 p->updateUniforms(); //检错 CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); } //通过字符串键值查询出相应的Shader代码片段。 CCGLProgram* CCShaderCache::programForKey(const char* key) { return (CCGLProgram*)m_pPrograms->objectForKey(key); } //将一个新的Shader代码片段设置字符串键值存储到容器中 void CCShaderCache::addProgram(CCGLProgram* program, const char* key) { m_pPrograms->setObject(program, key); } NS_CC_END
好了,从这个文件我们可以知道。Shader缓冲类是对游戏中用到的Shader文件和代码片段进行统一的管理。
看明白了,自然找一下相应的Shader文件。
可以在ccShaders.cpp中的相应VS,PS的名称上右键弹出菜单第一项打开相应的Shader文件,也可以到Cocos2d-x解压目录下的cocos2dx\shaders目录下找到这些h文件,文件不多,那既然画点,线,面用到的Shader是"ShaderPosition_uColor",在CCShaderCache::loadDefaultShader函数中我们得知其对应的VS文件是:ccShader_Position_uColor_vert.h,PS文件是:ccShader_Position_uColor_frag.h
注:作者用.h来做为扩展名,其实这个用什么做扩展名都无所谓,总之是文本形式的文件就OK!
我们找来看一下:ccShader_Position_uColor_vert.h:
attribute vec4 a_position; //定义vec4接口变量a_position uniform mat4 u_MVPMatrix; //传入mat4参数u_MVPMatrix,World矩阵乘View矩阵乘Proj矩阵的累积矩阵 uniform vec4 u_color; //传入vec4参数u_color,用于色彩 uniform float u_pointSize; //传入float 参数u_pointSize,用于点的大小 //如果使用的是OpenGL的ES版本,使用低精度的vec4变量 v_fragmentColor #ifdef GL_ES varying lowp vec4 v_fragmentColor; #else //如果使用的是OpenGL,使用高精度的vec4变量 v_fragmentColor varying vec4 v_fragmentColor; #endif //VS的入口函数 void main() { //顶点x矩阵u_MVPMatrix,将结果设置为VS返回屏幕最终显示位置 gl_Position = u_MVPMatrix * a_position; //使用变量v_fragmentColor设置为VS输出的顶点大小 gl_PointSize = u_pointSize; //设置色彩变量值 v_fragmentColor = u_color; } ";
ccShader_Position_uColor_frag.h:
//如果使用的是OpenGL的ES版本,float精度设为低精度 #ifdef GL_ES precision lowp float; #endif //这里vec4变量 v_fragmentColor,跟据OpenGL版本选择使用精度。 varying vec4 v_fragmentColor; //PS的入口函数 void main() { //使用变量v_fragmentColor设为Opengl的PS输出色彩值 gl_FragColor = v_fragmentColor; } ";
前边我们说过,此例程有个BUG。虽然传入了点的大小,但是实际却没有设置成功。作者应该是忘了在渲染前打开启用VS顶点大小功能,回到DrawPrimitivesTest.cpp,把开启和闭闭VS顶点大小的代码加上:
// 设置点大小64 ccPointSize(64); //半透明的的蓝色 ccDrawColor4B(0,0,255,128); //glEnable(GL_POINT_SPRITE_ARB);加上此句为正方形,否则为圆形 //此处启用VS顶点大小功能 glEnable(GL_VERTEX_PROGRAM_POINT_SIZE); //绘制点 ccDrawPoint( ccp(s.width / 2, s.height / 2) ); //检错 CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); // 绘制四个点 CCPoint points[] = { ccp(60,60), ccp(70,70), ccp(60,70), ccp(70,60) }; //点大小为4 ccPointSize(4); //纯青色 ccDrawColor4B(0,255,255,255); //绘制四个点 ccDrawPoints( points, 4); //此处关闭VS顶点大小功能 glDisable(GL_VERTEX_PROGRAM_POINT_SIZE); //glDisable(GL_POINT_SPRITE_ARB); CHECK_GL_ERROR_DEBUG();
可以看到中心的半透明蓝色圆点和左下方四个小青圆点。
看完ccDrawPoint函数,我们重新进入 CCDrawingPrimitives.cpp看其它的绘制图形函数:
//绘制多个点 //参1为顶点位置数组 //参2为顶点数量 void ccDrawPoints( const CCPoint *points, unsigned int numberOfPoints ) { //初始化 lazy_init(); //Shader使用顶点位置属性 ccGLEnableVertexAttribs( kCCVertexAttribFlag_Position ); //后面的渲染应用Shader s_pShader->use(); //设置Shader中的最终结果矩阵参数 s_pShader->setUniformForModelViewProjectionMatrix(); //设置Shader中的色彩参数,取s_tColor.r地址做为float4参数值的地址传入。实际Shader使用的是s_tColor的所有四个float值。 s_pShader->setUniformLocationWith4fv(s_nColorLocation, (GLfloat*) &s_tColor.r, 1); //设置Shader中的大小参数 s_pShader->setUniformLocationWith1f(s_nPointSizeLocation, s_fPointSize); //这里创建顶点位置数组,用于存储指定数量的顶点位置。这段代码放在这个位置有问题。看下一句分析。 ccVertex2F* newPoints = new ccVertex2F[numberOfPoints]; //如果是32位的系统(Iphone和32位Windows),这里似乎应该使用一个全局变量 if( sizeof(CCPoint) == sizeof(ccVertex2F) ) { //将参数指向的顶点位置数据与位置属性进行绑定 glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, points); } else { //ccVertex2F* newPoints = new ccVertex2F[numberOfPoints]应该放在这里更好。因为如果是32位系统,则根本没有必要创建顶点数组。同样把后面的CC_SAFE_DELETE_ARRAY(newPoints);放在这个else的大括号内。 // 如果是64位的系统,则遍历填充数据 for( unsigned int i=0; i<numberOfPoints;i++) { newPoints[i].x = points[i].x; newPoints[i].y = points[i].y; } //将新创建的顶点位置数组与位置属性进行绑定 glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, newPoints); } //绘制顶点数组,参1为要绘制的图形为点,参2为顶点起始索引,参3为顶点数量 glDrawArrays(GL_POINTS, 0, (GLsizei) numberOfPoints); //释放申请的顶点数组占用内存。各位看官,这里可以研讨一下:我个人对在渲染时new这样一个数组后又delete的做法是感觉比较不妥的,可能产生碎片。如果没有多线程渲染,倒是不如直接在开始时就创建好一个固定长的数组,这里直接使用。缺点当然是定长可能会有浪费,但是所有渲染函数可以共用,避免了申请内存的时间开销,效率非常高,而且存的数据不多,占用不了太多的内存。 CC_SAFE_DELETE_ARRAY(newPoints); //统计渲染调用次数 CC_INCREMENT_GL_DRAWS(1); } //画线函数 //参1:起点位置 //参2:终点位置 void ccDrawLine( const CCPoint& origin, const CCPoint& destination ) { //初始化 lazy_init(); //定义2个顶点的位置数组 ccVertex2F vertices[2] = { {origin.x, origin.y}, {destination.x, destination.y} }; //设定后面的渲染使用Shader s_pShader->use(); //检错 CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); //设置Shader中的最终结果矩阵参数 s_pShader->setUniformForModelViewProjectionMatrix(); CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); //设置Shader中的色彩参数,取s_tColor.r地址做为float4参数值的地址传入。实际Shader使用的是s_tColor的所有四个float值。 s_pShader->setUniformLocationWith4fv(s_nColorLocation, (GLfloat*) &s_tColor.r, 1); CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); //设置Shader中的大小参数 s_pShader->setUniformLocationWith1f(s_nPointSizeLocation, s_fPointSize); CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); //Shader使用顶点位置属性 ccGLEnableVertexAttribs( kCCVertexAttribFlag_Position ); CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); //将新创建的顶点位置数组与位置属性进行绑定 glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vertices); CHECK_GL_ERROR_DEBUG(); //绘制顶点数组,参1为要绘制的图形为线段,参2为顶点起始索引,参3为顶点数量 glDrawArrays(GL_LINES, 0, 2); //统计渲染调用次数 CC_INCREMENT_GL_DRAWS(1); } //绘制矩形线框 //参1:左下角位置点 //参2:右上角位置点 void ccDrawRect( CCPoint origin, CCPoint destination ) { //绘制四条边,这样写倒是简单,不过效率不高,因为需要设多次渲染状态并渲染调用多次。不如在这里创建顶点数组调ccDrawPoly 效率高,设一次渲染状态,调用一次渲染处理就OK了。 ccDrawLine(CCPointMake(origin.x, origin.y), CCPointMake(destination.x, origin.y)); ccDrawLine(CCPointMake(destination.x, origin.y), CCPointMake(destination.x, destination.y)); ccDrawLine(CCPointMake(destination.x, destination.y), CCPointMake(origin.x, destination.y)); ccDrawLine(CCPointMake(origin.x, destination.y), CCPointMake(origin.x, origin.y)); } //绘制实心矩形 //参1:左下角位置点 //参2:右上角位置点 //参3:填充色彩 void ccDrawSolidRect( CCPoint origin, CCPoint destination, ccColor4F color ) { //创建四个顶点的位置数组 CCPoint vertices[] = { origin, ccp(destination.x, origin.y), destination, ccp(origin.x, destination.y) }; //使用顶点位置数组做为参数调用绘制填充多边形 ccDrawSolidPoly(vertices, 4, color ); } //绘制多线形线框 //参1:顶点位置数组 //参2:顶点数组中的顶点数量 //参3:是否封闭,即是否首尾相连 void ccDrawPoly( const CCPoint *poli, unsigned int numberOfPoints, bool closePolygon ) { //初始化 lazy_init(); //设定后面的渲染使用Shader s_pShader->use(); //设置Shader中的最终结果矩阵参数 s_pShader->setUniformForModelViewProjectionMatrix(); //设置Shader中的顶点色彩参数 s_pShader->setUniformLocationWith4fv(s_nColorLocation, (GLfloat*) &s_tColor.r, 1); //Shader使用顶点位置属性 ccGLEnableVertexAttribs( kCCVertexAttribFlag_Position ); //无奈,又把new放判断外边了。 ccVertex2F* newPoli = new ccVertex2F[numberOfPoints]; //32位系统,实际用不到newPoli ,将参数poli与顶点位置属性绑定即可 if( sizeof(CCPoint) == sizeof(ccVertex2F) ) glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, poli); else { //64位系统,填充一下数据 for( unsigned int i=0; i<numberOfPoints;i++) { newPoli[i].x = poli[i].x; newPoli[i].y = poli[i].y; } //将newPoli与顶点位置属性绑定 glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, newPoli); } //是否首尾相连 if( closePolygon ) glDrawArrays(GL_LINE_LOOP, 0, (GLsizei) numberOfPoints); else glDrawArrays(GL_LINE_STRIP, 0, (GLsizei) numberOfPoints); //释放申请的顶点位置数组 CC_SAFE_DELETE_ARRAY(newPoli); //统计渲染调用次数 CC_INCREMENT_GL_DRAWS(1); } //绘制填充色彩的多边形 //参1:顶点数组 //参2:顶点数量 //参3:色彩值 void ccDrawSolidPoly( const CCPoint *poli, unsigned int numberOfPoints, ccColor4F color ) { //初始化 lazy_init(); //初始化 lazy_init(); //设定后面的渲染使用Shader s_pShader->use(); //设置Shader中的最终结果矩阵参数 s_pShader->setUniformForModelViewProjectionMatrix(); //设置Shader中的顶点色彩参数 s_pShader->setUniformLocationWith4fv(s_nColorLocation,(GLfloat*) &s_tColor.r, 1); //Shader使用顶点位置属性 ccGLEnableVertexAttribs( kCCVertexAttribFlag_Position ); //不说了,你懂的 ccVertex2F* newPoli = new ccVertex2F[numberOfPoints]; if( sizeof(CCPoint) == sizeof(ccVertex2F) ) { glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, poli); } else { // Mac on 64-bit for( unsigned int i=0; i<numberOfPoints;i++) { newPoli[i] = vertex2( poli[i].x, poli[i].y ); } glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, newPoli); } //这里参数1改为GL_TRIANGLE_FAN,即按扇面顺序方式绘制三角形。 glDrawArrays(GL_TRIANGLE_FAN, 0, (GLsizei) numberOfPoints); //你懂的 CC_SAFE_DELETE_ARRAY(newPoli); CC_INCREMENT_GL_DRAWS(1); } //绘制圆,在画圆算法中,圆其实是由多个小线段连线构成的封闭多边形线框。段数直多,就越像圆。 //参1:圆心位置 //参2:半径 //参3:圆在逆时针方向的转动角度 //参4:段数 //参5:是否在段起止点处向圆心连线 void ccDrawCircle( const CCPoint& center, float radius, float angle, unsigned int segments, bool drawLineToCenter) { //初始化 lazy_init(); //这里设变量additionalSegment为增加段的数量,默认为1。即用来做最后尾部与首部相连以形成封闭线框的线段。 int additionalSegment = 1; //如果在段起止点处向圆心连线,就再加一条线段。 if (drawLineToCenter) additionalSegment++; //通过圆周的弧度除以段数计算每个段所跨的弧度 const float coef = 2.0f * (float)M_PI/segments; //申请相应的顶点数组,纳闷了这里为什么不用ccVertex2F而使用GLfloat来存顶点的位置,因为一个顶点的位置是二维点,有x,y两个float值才能表示。所以这里在计算内存大小时乘2,段数值它这里用了最大可能情况值(segments + 2),也可以改为segments + additionalSegment,这样如果不在段起止点处向圆心连线,内存申请会小一点,但后面储存圆心也需要做改动处理。 GLfloat *vertices = (GLfloat*)calloc( sizeof(GLfloat)*2*(segments+2), 1); if( ! vertices ) return; //for循环每一个段设置顶点位置 for(unsigned int i = 0;i <= segments; i++) { float rads = i*coef; GLfloat j = radius * cosf(rads + angle) + center.x; GLfloat k = radius * sinf(rads + angle) + center.y; vertices[i*2] = j; vertices[i*2+1] = k; } //存储圆心,这里也可以改动一下效率更好,判断一下additionalSegment是否大于1才处理。 vertices[(segments+1)*2] = center.x; vertices[(segments+1)*2+1] = center.y; //你懂的,亲~ s_pShader->use(); s_pShader->setUniformForModelViewProjectionMatrix(); s_pShader->setUniformLocationWith4fv(s_nColorLocation, (GLfloat*) &s_tColor.r, 1); ccGLEnableVertexAttribs( kCCVertexAttribFlag_Position ); glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vertices); //这里参数1指定按GL_LINE_STRIP顺序方式绘制线段。 glDrawArrays(GL_LINE_STRIP, 0, (GLsizei) segments+additionalSegment); //你懂的~ free( vertices ); CC_INCREMENT_GL_DRAWS(1); } //绘制二次贝塞尔曲线 //参1:起点 //参2:控制点 //参3:结束点 //参4:构成曲线的线段数 void ccDrawQuadBezier(const CCPoint& origin, const CCPoint& control, const CCPoint& destination, unsigned int segments) { //初始化 lazy_init(); //创建顶点数组 ccVertex2F* vertices = new ccVertex2F[segments + 1]; //遍历每一段,用计算公式计算点的位置 float t = 0.0f; for(unsigned int i = 0; i < segments; i++) { vertices[i].x = powf(1 - t, 2) * origin.x + 2.0f * (1 - t) * t * control.x + t * t * destination.x; vertices[i].y = powf(1 - t, 2) * origin.y + 2.0f * (1 - t) * t * control.y + t * t * destination.y; t += 1.0f / segments; } //目标点 vertices[segments].x = destination.x; vertices[segments].y = destination.y; //使用Shader进行渲染 s_pShader->use(); s_pShader->setUniformForModelViewProjectionMatrix(); s_pShader->setUniformLocationWith4fv(s_nColorLocation, (GLfloat*) &s_tColor.r, 1); ccGLEnableVertexAttribs( kCCVertexAttribFlag_Position ); glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vertices); //这里参数1指定按GL_LINE_STRIP顺序方式绘制线段。 glDrawArrays(GL_LINE_STRIP, 0, (GLsizei) segments + 1); CC_SAFE_DELETE_ARRAY(vertices); CC_INCREMENT_GL_DRAWS(1); } //绘制默认曲率的基数样条。关于基数样条可以参看:http://technet.microsoft.com/zh-cn/4cf6we5y(v=vs.85) //基数样条是一连串单独的曲线,这些曲线连接起来形成一条较大的曲线。 样条由点的数组和张力参数指定。 基数样条平滑地经过数组中的每个点;曲线的陡度上没有尖角和突然的变化。 下面的插图显示了一组点和经过这一组点中每一点的基数样条。 //参1:顶点位置数组 //参2:构成曲线的线段数 void ccDrawCatmullRom( CCPointArray *points, unsigned int segments ) { ccDrawCardinalSpline( points, 0.5f, segments ); } //绘制可指定曲率的基数样条 //参1:顶点位置数组 //参2:曲率 //参3:构成曲线的线段数 void ccDrawCardinalSpline( CCPointArray *config, float tension, unsigned int segments ) { lazy_init(); ccVertex2F* vertices = new ccVertex2F[segments + 1]; unsigned int p; float lt; float deltaT = 1.0f / config->count(); for( unsigned int i=0; i < segments+1;i++) { float dt = (float)i / segments; // border if( dt == 1 ) { p = config->count() - 1; lt = 1; } else { p = dt / deltaT; lt = (dt - deltaT * (float)p) / deltaT; } // Interpolate CCPoint pp0 = config->getControlPointAtIndex(p-1); CCPoint pp1 = config->getControlPointAtIndex(p+0); CCPoint pp2 = config->getControlPointAtIndex(p+1); CCPoint pp3 = config->getControlPointAtIndex(p+2); CCPoint newPos = ccCardinalSplineAt( pp0, pp1, pp2, pp3, tension, lt); vertices[i].x = newPos.x; vertices[i].y = newPos.y; } s_pShader->use(); s_pShader->setUniformForModelViewProjectionMatrix(); s_pShader->setUniformLocationWith4fv(s_nColorLocation, (GLfloat*)&s_tColor.r, 1); ccGLEnableVertexAttribs( kCCVertexAttribFlag_Position ); glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vertices); glDrawArrays(GL_LINE_STRIP, 0, (GLsizei) segments + 1); CC_SAFE_DELETE_ARRAY(vertices); CC_INCREMENT_GL_DRAWS(1); }
在本例程中,没有展示基数样条,我稍做了下改动,在绘制图形的函数加入了:
//这里创建5个顶点 CCPointArray* tpSplinePtArray = CCPointArray::arrayWithCapacity(5); //填充顶点 tpSplinePtArray->addControlPoint(ccp(0, 0)); tpSplinePtArray->addControlPoint(ccp(60,100)); tpSplinePtArray->addControlPoint(ccp(250,200)); tpSplinePtArray->addControlPoint(ccp(350,100)); tpSplinePtArray->addControlPoint(ccp(450,280)); //用默认曲率绘制段数为50的绿色基数样条 ccDrawColor4B(0,255,0,255); ccDrawCatmullRom(tpSplinePtArray,50); //重置绘制参数值 glLineWidth(1); ccDrawColor4B(255,255,255,255); ccPointSize(1); 运行后可以看到多了一条绿色基数样条。
然后继续:
//绘制高阶贝赛尔曲线 //参1:起点 //参2:控制点1 //参3:控制点2 //参4:结束度 //参5:构成曲线的线段数 void ccDrawCubicBezier(const CCPoint& origin, const CCPoint& control1, const CCPoint& control2, const CCPoint& destination, unsigned int segments) { lazy_init(); ccVertex2F* vertices = new ccVertex2F[segments + 1]; float t = 0; for(unsigned int i = 0; i < segments; i++) { vertices[i].x = powf(1 - t, 3) * origin.x + 3.0f * powf(1 - t, 2) * t * control1.x + 3.0f * (1 - t) * t * t * control2.x + t * t * t * destination.x; vertices[i].y = powf(1 - t, 3) * origin.y + 3.0f * powf(1 - t, 2) * t * control1.y + 3.0f * (1 - t) * t * t * control2.y + t * t * t * destination.y; t += 1.0f / segments; } vertices[segments].x = destination.x; vertices[segments].y = destination.y; s_pShader->use(); s_pShader->setUniformForModelViewProjectionMatrix(); s_pShader->setUniformLocationWith4fv(s_nColorLocation, (GLfloat*) &s_tColor.r, 1); ccGLEnableVertexAttribs( kCCVertexAttribFlag_Position ); glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vertices); glDrawArrays(GL_LINE_STRIP, 0, (GLsizei) segments + 1); CC_SAFE_DELETE_ARRAY(vertices); CC_INCREMENT_GL_DRAWS(1); } //设置静态色彩变量值s_tColor,因为很多绘制图形函数都用到这个值做为色彩参数传入Shader,故要更改色彩,在渲染前调用此函数进行设置即可。这里参数分别代表r,g,b,a,用0.0~1.0来表示0~255的值 void ccDrawColor4F( GLfloat r, GLfloat g, GLfloat b, GLfloat a ) { s_tColor.r = r; s_tColor.g = g; s_tColor.b = b; s_tColor.a = a; } //设置代表顶点大小的静态变量值,用于渲染点时传入Shader void ccPointSize( GLfloat pointSize ) { s_fPointSize = pointSize * CC_CONTENT_SCALE_FACTOR(); } //设置静态色彩变量值s_tColor,这里参数用0~255。 void ccDrawColor4B( GLubyte r, GLubyte g, GLubyte b, GLubyte a ) { s_tColor.r = r/255.0f; s_tColor.g = g/255.0f; s_tColor.b = b/255.0f; s_tColor.a = a/255.0f; }
另外,改动两个Cocos2d-x的底层代码:在cocos2dx目录的CCDrawingPrimitives.cpp中
增加线宽:左边是原代码,右边是改后代码
好啦,啰啰嗦嗦总算是把这一章讲完了,希望大家学有所用。下次再见!