002-GLKView是如何工作的

這篇文章是對OpenGL ES之繪制三角形(一)的補充解釋, 在這篇文章里會解釋蘋果封裝的GLKView幫我們做了哪些工作? GLKView是如何工作的?

CAEAGLLayer和GLKView之間的關(guān)系就如同UIView和CALayer之間的關(guān)系, GLKView是對CAEAGLLayer的封裝, 簡化了我們使用Core Animation去渲染OpenGL ES的步驟.

Core Animation 是iOS上圖形渲染和動畫的核心基礎(chǔ), OpenGL ES通過CAEAGLLayer該類連接到Core Animation ,這是一種特殊類型的Core Animation層,其內(nèi)容來自O(shè)penGL ES renderbuffer。Core Animation將renderbuffer的內(nèi)容與其他圖層復(fù)合,并在屏幕上顯示生成的圖像。

Core Animation與OpenGL ES共享renderbuffer

CAEAGLLayer提供的兩項主要功能,首先,它為renderbuffer分配共享存儲。其次,它將渲染緩沖區(qū)呈現(xiàn)給Core Animation,用renderbuffer中的數(shù)據(jù)替換了以前的內(nèi)容。該模型的一個優(yōu)點是,只有當渲染的圖像更改時,Core Animation圖層的內(nèi)容不需要在每個幀中繪制。

使用Core Animation 渲染OpenGL ES步驟

1. 創(chuàng)建CAEAGLLayer對象并配置其屬性

CAEAGLLayer *eaglLayer = [[CAEAGLLayer alloc] init];
      
 //指定繪圖時需要的信息
 eaglLayer.drawableProperties = 
         [NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:
             [NSNumber numberWithBool:NO], 
             kEAGLDrawablePropertyRetainedBacking,  //是否使用保留背景, 設(shè)置NO, 不保留, 這段代碼是告訴Core Animation 層不要保留以前繪制的任何圖像, 需要繪圖時重新繪制整個層的內(nèi)容
             kEAGLColorFormatRGBA8, 
             kEAGLDrawablePropertyColorFormat,  //設(shè)置顏色值保存的位數(shù), 8位
             nil];
      
  1. 為獲得最佳性能,請將圖層opaque屬性的值設(shè)置為YES,
  2. 可選,通過drawableProperties為CAEAGLLayer對象的屬性分配新的值字典來配置渲染表面的表面屬性。您可以指定renderbuffer的像素格式,并指定在將它們發(fā)送到Core Animation之后,renderbuffer的內(nèi)容是否被丟棄。
    有關(guān)允許密鑰的列表, 請參閱EAGLDrawable Protocol Reference

2. 分配OpenGL ES上下文并使其成為當前上下文

EAGLContext *context = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES3];
if (context == nil) {
    context = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES2];
}

3. 創(chuàng)建與綁定framebuffer對象

GLuint framebuffer;
glGenFramebuffers(1,&framebuffer);
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER,framebuffer);

glGenFramebuffers()需要2個參數(shù); 第一個是要創(chuàng)建的幀緩沖區(qū)的數(shù)量,第二個參數(shù)是指向GLuint變量或數(shù)組以存儲單個ID或多個ID的指針。
當不再使用glDeleteFramebuffers()時,F(xiàn)BO可能會被刪除。

創(chuàng)建FBO后,必須先綁定FBO。
glBindFramebuffer()第一個參數(shù)target為GL_FRAMEBUFFER,第二個參數(shù)為framebuffer對象的ID。一旦綁定FBO,所有OpenGL操作都會影響當前綁定的幀緩沖區(qū)對象。對象ID 0保留給默認的窗口系統(tǒng)提供的幀緩沖區(qū)。因此,為了取消綁定當前幀緩沖區(qū)(FBO),請在glBindFramebuffer()中使用ID 0。

4. 創(chuàng)建一個彩色渲染緩沖區(qū)

通過調(diào)用上下文的renderbufferStorage:fromDrawable:方法并傳遞層對象作為參數(shù)來分配其存儲空間。寬度,高度和像素格式取自層,用于為renderbuffer分配存儲空間。

GLuint colorRenderbuffer;
//創(chuàng)建
glGenRenderbuffers(1,&colorRenderbuffer);
//綁定
glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER,colorRenderbuffer);

[myContext renderbufferStorage:GL_RENDERBUFFER fromDrawable:myEAGLLayer];

glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER,GL_COLOR_ATTACHMENT0,GL_RENDERBUFFER,colorRenderbuffer);

renderbuffer對象是新引入的用于屏幕外渲染。它允許將場景直接渲染到renderbuffer對象,而不是渲染到紋理對象。Renderbuffer只是一個包含可渲染內(nèi)部格式的單個映像的數(shù)據(jù)存儲對象。它用于存儲沒有相應(yīng)紋理格式的OpenGL邏輯緩沖區(qū),例如模板或深度緩沖區(qū)。

與FBO一樣, 需要先創(chuàng)建glGenRenderbuffers,然后綁定glBindRenderbuffer

存儲
//這個是OpenGL ES里面的方法, 上面的那個是EAGLContext對象的方法
void glRenderbufferStorage(GLenum  target,
                           GLenum  internalFormat,
                           GLsizei width,
                           GLsizei height)

當創(chuàng)建一個renderbuffer對象時,它沒有任何數(shù)據(jù)存儲,所以我們必須為它分配一個內(nèi)存空間。這可以通過使用glRenderbufferStorage()來完成。第一個參數(shù)必須是GL_RENDERBUFFER。第二個參數(shù)是彩色渲染(GL_RGB,GL_RGBA等),深度可渲染(GL_DEPTH_COMPONENT)或模板可渲染格式(GL_STENCIL_INDEX)。width和height是以像素為單位的renderbuffer圖像的尺寸。

寬度和高度應(yīng)小于GL_MAX_RENDERBUFFER_SIZE,否則會生成GL_INVALID_VALUE錯誤。

將圖像附加到FBO

FBO本身沒有任何圖像存儲(緩沖區(qū))。相反,我們必須在FBO上附加framebuffer可附加的圖像(紋理或renderbuffer對象)。該機制允許FBO快速切換(分離和附加)FBO中的可幀緩沖附件的圖像。切換幀緩沖附加圖像比在FBO之間切換要快得多。并且,它可以節(jié)省不必要的數(shù)據(jù)副本和內(nèi)存消耗。例如,紋理可以附加到多個FBO,并且其圖像存儲可以被多個FBO共享。

將一個Renderbuffer圖像附加到FBO

void glFramebufferRenderbuffer(GLenum target,
                               GLenum attachmentPoint,
                               GLenum renderbufferTarget,
                               GLuint renderbufferId)

可以通過調(diào)用glFramebufferRenderbuffer()來附加renderbuffer映像。第一個參數(shù)必須是GL_FRAMEBUFFER,第二個參數(shù)是連接紋理圖像的連接點。FBO有多個顏色附加點(GL_COLOR_ATTACHMENT0,...,GL_COLOR_ATTACHMENT n),GL_DEPTH_ATTACHMENT和GL_STENCIL_ATTACHMENT。。第三個參數(shù)必須是GL_RENDERBUFFER,最后一個參數(shù)是renderbuffer對象的ID。

連接點

有兩種類型的幀緩沖可附加圖像; 紋理圖像和renderbuffer圖像。如果紋理對象的圖像附加到幀緩沖區(qū),則OpenGL會執(zhí)行“渲染到紋理”。如果renderbuffer對象的圖像附加到幀緩沖區(qū),則OpenGL將執(zhí)行“屏幕外渲染”。

下圖顯示了framebuffer對象,紋理對象和renderbuffer對象之間的連接。多個紋理對象或renderbuffer對象可以通過附件點附加到framebuffer對象。

gl_fbo01.png

幀緩沖對象中 有多個顏色附加點(GL_COLOR_ATTACHMENT0,...,GL_COLOR_ATTACHMENT n),一個深度附加點(GL_DEPTH_ATTACHMENT)和一個模板附加點(GL_STENCIL_ATTACHMENT)。顏色連接點的數(shù)量取決于實現(xiàn),但每個FBO必須至少具有一個顏色附加點。您可以使用GL_MAX_COLOR_ATTACHMENTS查詢最大數(shù)量的顏色附加點,這是由顯卡支持的。FBO具有多個顏色附加點的原因是允許在同一時間將顏色緩沖區(qū)渲染到多個目的地。這個“多個渲染目標”(MRT)可以通過GL_ARB_draw_buffers擴展來完成。

注意: 當核心動畫層的邊界或?qū)傩愿臅r,您的應(yīng)用程序應(yīng)重新分配renderbuffer的存儲。如果不重新分配renderbuffers,renderbuffer大小將不匹配圖層的大小; 在這種情況下,Core Animation可以縮放圖像的內(nèi)容以適應(yīng)圖層。

5. 檢索顏色renderbuffer的高度和寬度。

GLint width;
GLint height;
glGetRenderbufferParameteriv(GL_RENDERBUFFER,GL_RENDERBUFFER_WIDTH,&width);
glGetRenderbufferParameteriv(GL_RENDERBUFFER,GL_RENDERBUFFER_HEIGHT,&height);

6.分配并附加深度緩沖區(qū)

創(chuàng)建一個深度或深度/模板的渲染緩沖區(qū),為其分配存儲空間,并將其附加到framebuffer的深度附件點。

GLuint depthRenderbuffer;
glGenRenderbuffers(1,&depthRenderbuffer);
glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER,depthRenderbuffer);
glRenderbufferStorage(GL_RENDERBUFFER,GL_DEPTH_COMPONENT16,width,height);
glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER,GL_DEPTH_ATTACHMENT,GL_RENDERBUFFER,depthRenderbuffer);

7.測試幀緩沖區(qū)的完整性(檢查FBO狀態(tài))

一旦可連接的圖像(紋理和渲染緩沖區(qū))附加到FBO并且在執(zhí)行FBO操作之前,必須使用glCheckFramebufferStatus()驗證FBO狀態(tài)是完整還是不完整。如果FBO不完整,則任何繪圖和讀取命令(glBegin(),glCopyTexImage2D()等)將失敗。

GLenum status = glCheckFramebufferStatus(GL_FRAMEBUFFER);
if(status!= GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE){
        NSLog(@“無法使完整的framebuffer對象%x”,狀態(tài));
}

glCheckFramebufferStatus()驗證當前綁定的FBO上的所有附加圖像和幀緩沖區(qū)參數(shù)。而且,這個函數(shù)不能在glBegin()/ glEnd()對中調(diào)用。目標參數(shù)應(yīng)為GL_FRAMEBUFFER。檢查FBO后返回非零值。如果滿足所有要求和規(guī)則,則返回GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE。否則,它返回一個相關(guān)的錯誤值,它告訴什么規(guī)則被違反。

8. 顯示

通過將CAEAGLLayer對象傳遞給addSublayer:可見層的方法,將對象添加到Core Animation層次結(jié)構(gòu)中。

至此, 就實現(xiàn)了一個自定義的GLKView.
當你想在一個視圖的內(nèi)容層的OpenGL ES繪制是應(yīng)該使用GLKView, 而不是CAEAGLLayer

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