第一个OpenGL ES项目

获取示例代码,本文代码在分支chapter1中。


最近一段时间在研究AR,为了熟悉3D渲染的相关知识,把OpenGL ES研究了一下。后续会写一些OpenGL ES系列的文章,内容上会由浅入深。

第一篇主要说一下如何在iOS里配置一个基本的OpenGL ES项目。

我写这篇文章的时候Xcode里面已经没有OpenGL ES的项目模板了,苹果只留下了SpriteKit,SceneKit,Metal的项目模板,估计是为了大力推广自家的高层和底层的SDK。所以现在只能从Single View Application开始。

最方便的开始方法是直接使用我的示例。 编译运行本文的示例项目,如果一切没问题,可以看到一个红色的ViewController。

接下来我们来看看这个项目里面主要有什么。

其中和OpenGL ES相关的有三块 fragment.glsl vertex.glsl ViewController.h/m

fragment.glslvertex.glsl是OpenGL ES2之后才有的Shader,用来对渲染流程中的两个重要环节进行编程,这个我们后面详细讲解。先看ViewController.h/m中的内容。 首先,ViewController继承自GLKViewController

#import <GLKit/GLKit.h>
@interface ViewController : GLKViewController
@end

GLKViewController会帮助我们对OpenGLES进行一些基本的配置,比如生成默认的FrameBufferObject,这些会在后面文章介绍。

在这个ViewController里,最重要的两个变量是

@property (strong, nonatomic) EAGLContext *context;
@property (assign, nonatomic) GLuint shaderProgram;

viewDidLoad中会初始化这两个变量

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    [self setupContext];
    [self setupShader];
}

EAGLContext *context是GLKit用来处理OpenGL ES相关配置的变量,可以初始化出兼容不同OpenGL ES版本的上下文环境。

- (void)setupContext {
    // 使用OpenGL ES2, ES2之后都采用Shader来管理渲染管线
    self.context = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES2];
    
    if (!self.context) {
        NSLog(@"Failed to create ES context");
    }
    
    GLKView *view = (GLKView *)self.view;
    view.context = self.context;
    view.drawableDepthFormat = GLKViewDrawableDepthFormat24;
    [EAGLContext setCurrentContext:self.context];
}

上面的代码初始化的就是OpenGL ES2的上下文环境。

GLuint shaderProgram可以理解为Shader编译过后使用它们的一个凭证,会在后面介绍Shader时详述。

update- (void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect是在GLKViewController中被循环调用的方法,也被称为Game Loop,一般在update中更新变量,- (void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect中进行绘制。

- (void)update {
    // 距离上一次调用update过了多长时间,比如一个游戏物体速度是3m/s,那么每一次调用update,
    // 他就会行走3m/s * deltaTime,这样做就可以让游戏物体的行走实际速度与update调用频次无关
    // NSTimeInterval deltaTime = self.timeSinceLastUpdate;
    
}

- (void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect {
   // 清空之前的绘制
    glClearColor(1, 0.2, 0.2, 1);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    
    // 使用fragment.glsl 和 vertex.glsl中的shader
    glUseProgram(self.shaderProgram);
}

OpenGL ES使用缓冲区来存储像素颜色深度等信息,缓冲区可以理解为一个字节数组。OpenGL ES在绘制时会有两个缓冲区,一个用来绘制当前帧,一个被显示出来,绘制当前帧的缓冲区绘制完后会和被显示出来的进行交换,这个动作不停重复,从而达到更新显示的目的。这些操作也是GLKit帮我们做了。

glClearColor设置了清空缓冲区使用的颜色,glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)中的GL_COLOR_BUFFER_BIT表示只清空缓冲区的颜色部分。后续用到深度缓冲区时,还得将深度缓存一起Clear掉。

glUseProgram(self.shaderProgram)指明了使用什么样的Shader渲染后面的代码。

在下一篇文章中就要在glUseProgram(self.shaderProgram)之后添加一些渲染代码,绘制出一个三角形。

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