OpenGL 渲染流程

在OpenGL中，任何事物都在3D空間中，而屏幕和窗口卻是2D像素數(shù)組，這導致OpenGL的大部分工作都是關于把3D坐標轉(zhuǎn)變?yōu)檫m應你屏幕的2D像素。3D坐標轉(zhuǎn)為2D坐標的處理過程是由OpenGL的圖形渲染管線（Graphics Pipeline，大多譯為管線，實際上指的是一堆原始圖形數(shù)據(jù)途經(jīng)一個輸送管道，期間經(jīng)過各種變化處理最終出現(xiàn)在屏幕的過程）管理的。

OpenGL 渲染流程如下圖幾個階段：

image

使用CAEAGLLayer

1.自定義一個view 并改變他的layer的類型

- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame {
    self = [super initWithFrame:frame];
    if (self) {
        _currentContext = [[EAGLContext alloc]initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES2];
        
        _eaglLayer = [[CAEAGLLayer  alloc]init];
        _eaglLayer.frame = frame;
        _eaglLayer.opaque = YES;
      ///默認透明，設置成不透明
        _eaglLayer.drawableProperties = [NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:
                                        [NSNumber numberWithBool:YES],kEAGLDrawablePropertyRetainedBacking,
                                        kEAGLColorFormatRGBA8,kEAGLDrawablePropertyColorFormat, nil];
      ///kEAGLDrawablePropertyRetainedBacking表示繪圖表面顯示后，是否保留其內(nèi)容。
      ///kEAGLColorFormatRGBA8：32位RGBA的顏色，4*8=32位
        [EAGLContext setCurrentContext:_currentContext];
        [self.layer addSublayer:_eaglLayer];

        [self setupFrameBuffer];
        [self setupColorBuffer];
        [self setupBindFrameBuffer];
        [self setupProgram];
    }
    return self;
}

- (Class)layerClass {
    return [CAEAGLLayer class];
}

2. 創(chuàng)建frameBuffer

- (void)setupFrameBuffer {
    ///生成一個frameBuffer ，1表示數(shù)量
   glGenFramebuffers(1, &_frameBuffer);
    ///幀緩沖區(qū)與framebuffer 建立綁定關系，
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, _frameBuffer);
    ///啟用頂點數(shù)組
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribPosition);
    ///指定渲染的頂點數(shù)據(jù)
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribPosition, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GL_FLOAT)*3, vertices);
}

GLfloat vertices[]  = {
    -0.5f,0.5f,0.0f,
    -0.5f,-0.5f,0.0f,
    0.5f,-0.5f,0.0f,
};

vertex 頂點著色器程序

attribute vec3 a_Position;
void main(void) {
    gl_Position = vec4(a_Position, 1.0);
}

fragment片源著色器程序

void main(void) {
   gl_FragColor = vec4(1, 1, 0, 1);
}

頂點坐標的數(shù)據(jù)應該繪制的位置如下圖

image.png

3.創(chuàng)建colorBuffer

- (void)setupColorBuffer {
    ///生成渲染緩沖區(qū)對象名稱
    glGenRenderbuffers(1, &_colorBuffer);
    /// 綁定一個命名的渲染緩沖區(qū)對象
    glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, _colorBuffer);
    ///開啟顏色通道
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribColor);
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribColor, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GL_FLOAT)*4, colorTexts);
}

4.綁定frameBuffer

- (void)setupBindFrameBuffer {
    ///將renderbuffer對象附加到framebuffer對象
    /*
    target
    指定幀緩沖目標。 符號常量必須是GL_FRAMEBUFFER。
    attachment
    指定renderbuffer應附加到的附著點。 必須是以下符號常量之一：GL_COLOR_ATTACHMENT0，GL_DEPTH_ATTACHMENT或  GL_STENCIL_ATTACHMENT
    renderbuffertarget
    指定renderbuffer目標。 符號常量必須為GL_RENDERBUFFER。
    renderbuffer
    指定要附加的renderbuffer對象。
    */
    glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_RENDERBUFFER, _colorBuffer);
    [_currentContext renderbufferStorage:GL_RENDERBUFFER fromDrawable:_eaglLayer];
    
    /// 獲取渲染的width、height
    glGetRenderbufferParameteriv(GL_RENDERBUFFER, GL_RENDERBUFFER_WIDTH, &_frameWidth);
    glGetRenderbufferParameteriv(GL_RENDERBUFFER, GL_RENDERBUFFER_HEIGHT, &_frameHeight);
}

4.創(chuàng)建著色器

- (void)setupProgram {
    ///加載頂點著色器
    GLuint vertexShader = [self loadShaderType:GL_VERTEX_SHADER fileName:@"vertex.vsh"];
    ///加載片源著色器
    GLuint fragmentShader = [self loadShaderType:GL_FRAGMENT_SHADER fileName:@"fragment.fsh"];
    ///創(chuàng)建program
    _program =  glCreateProgram();
    ///指定著色器對象將附加到的program對象。
    glAttachShader(_program, vertexShader);
    glAttachShader(_program, fragmentShader);
    ///鏈接一個程序?qū)ο蟆?    glLinkProgram(_program);
    
    //檢查program結(jié)果
    GLint linkSuccess;
    glGetProgramiv(_program, GL_LINK_STATUS, &linkSuccess);
    if (linkSuccess == GL_FALSE) {
        GLchar messages[256];
        glGetProgramInfoLog(_program, sizeof(messages), 0, &messages[0]);
        NSString *messageString = [NSString stringWithUTF8String:messages];
        NSLog(@"error message: %@", messageString);
    }
    ///刪除臨時創(chuàng)建的頂點/片源著色器
    glDeleteShader(vertexShader);
    glDeleteShader(fragmentShader);
}


- (GLuint)loadShaderType:(GLenum)type fileName:(NSString *)shaderName {
    NSString *shaderPath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:shaderName ofType:nil];
    NSError *error;
    ///1.獲取shader 的內(nèi)容
    NSString *shaderString = [NSString stringWithContentsOfFile:shaderPath encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
    if (!shaderString) {
        NSLog(@"Error loading shader: %@", error.localizedDescription);
        return -1;
    }
    ///2.創(chuàng)建一個shader（根據(jù)type類型）
    GLuint shader = glCreateShader(type);
    const char * shaderStringUTF8 = [shaderString UTF8String];
    int shaderStringLength = (int)[shaderString length];
    //3.將著色器源碼附加到著色器對象上。
    //參數(shù)1：shader,要編譯的著色器對象 *shader
    //參數(shù)2：numOfStrings,傳遞的源碼字符串數(shù)量 1個
    //參數(shù)3：strings,著色器程序的源碼（真正的著色器程序源碼）
    //參數(shù)4：lenOfStrings,長度，具有每個字符串長度的數(shù)組，或NULL，這意味著字符串是NULL終止的
    glShaderSource(shader, 1, &shaderStringUTF8, &shaderStringLength);
     ///4.把著色器源代碼編譯成目標代碼
    glCompileShader(shader);
    ///刪除
    GLint status;
    glGetShaderiv(shader, GL_COMPILE_STATUS, &status);

    ///5.獲取shader 的狀態(tài)，如果失敗，會有相應的日志
    if (status == GL_FALSE) {
        GLchar messages[256];
        glGetShaderInfoLog(shader, sizeof(messages), 0, &messages[0]);
        NSString *messageString = [NSString stringWithUTF8String:messages];
        NSLog(@"%@", messageString);
        return -1;
    }
    return shader;
}

4.繪制

-(void)drawTrangles {
    ///確保在當前opengL 上下文
    [EAGLContext setCurrentContext:_currentContext];
    ///設置繪制窗口的位置和寬高
    glViewport(0, 0, _frameWidth, _frameHeight);
    ///清除上一次的緩存
    glClearColor(0, 0, 0, 1.0);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glUseProgram(_program);
    ///開始繪制
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
    ///請求將繪制的內(nèi)容顯示到綁定的renderBuffer 上
    [_currentContext presentRenderbuffer:GL_RENDERBUFFER];
}

最終效果

IMG_0090.PNG

源碼地址：
OpenGL03-EAGL三角形1