iOS开发-OpenGLES进阶教程

教程

OpenGLES入门教程1-Tutorial01-GLKit OpenGLES入门教程2-Tutorial02-shader入门 OpenGLES入门教程3-Tutorial03-三维变换 OpenGLES入门教程4-Tutorial04-GLKit进阶 这一次是进阶教程。

代码参考自这本书

OpenGL ES应用开发实践指南 iOS卷

效果展示

地球和月亮

核心思路

通过AGLKVertexAttribArrayBuffer类管理顶点数组,*** sphere.h获取地球和月亮的顶点、法线、纹理坐标,用矩阵栈操作矩阵,通过正视投影变换透视投影变换***进行投影。

具体细节

1、AGLKElementIndexArrayBuffer类

AGLKElementIndexArrayBuffer是顶点缓存管理类 GLsizeiptr 类型就是long GLsizei 类型是int32_t

核心函数
  • 创建顶点缓存数组
- (id)initWithAttribStride:(GLsizeiptr)aStride
   numberOfVertices:(GLsizei)count
   bytes:(const GLvoid *)dataPtr
   usage:(GLenum)usage; 
  • 重新缓存顶点数组
- (void)reinitWithAttribStride:(GLsizeiptr)aStride
   numberOfVertices:(GLsizei)count
   bytes:(const GLvoid *)dataPtr;
  • 分配顶点数据 通过glVertexAttribPointer 设置顶点数据
- (void)prepareToDrawWithAttrib:(GLuint)index
   numberOfCoordinates:(GLint)count
   attribOffset:(GLsizeiptr)offset
   shouldEnable:(BOOL)shouldEnable
  • 绘制
+ (void)drawPreparedArraysWithMode:(GLenum)mode
   startVertexIndex:(GLint)first
   numberOfVertices:(GLsizei)count;

2、sphere.h球体

球体的顶点坐标数组、法线数组、纹理坐标数组,直接使用即可。

3、矩阵栈

把矩阵MatrixA放入栈中缓存,然后对矩阵进行操作,得到新的矩阵MatrixB; 最后把矩阵出栈,可以得到原始矩阵MatrixA。 是对矩阵的缓存作用,在有矩阵有多个状态时很方便。 具体看下面矩阵数值的变化:

//地球
- (void)drawEarth
{
    self.baseEffect.texture2d0.name = self.earthTextureInfo.name;
    self.baseEffect.texture2d0.target = self.earthTextureInfo.target;
    
    /*
     current matrix:
     1.000000 0.000000 0.000000 0.000000
     0.000000 1.000000 0.000000 0.000000
     0.000000 0.000000 1.000000 0.000000
     0.000000 0.000000 -5.000000 1.000000
     */
    GLKMatrixStackPush(self.modelviewMatrixStack);
    
    GLKMatrixStackRotate(
                         self.modelviewMatrixStack,
                         GLKMathDegreesToRadians(SceneEarthAxialTiltDeg),
                         1.0, 0.0, 0.0);
    /*
     current matrix:
     1.000000 0.000000 0.000000 0.000000
     0.000000 0.917060 0.398749 0.000000
     0.000000 -0.398749 0.917060 0.000000
     0.000000 0.000000 -5.000000 1.000000
     */
    
    GLKMatrixStackRotate(
                         self.modelviewMatrixStack,
                         GLKMathDegreesToRadians(self.earthRotationAngleDegrees),
                         0.0, 1.0, 0.0);
    /*
     current matrix:
     0.994522 0.041681 -0.095859 0.000000
     0.000000 0.917060 0.398749 0.000000
     0.104528 -0.396565 0.912036 0.000000
     0.000000 0.000000 -5.000000 1.000000
     */
    self.baseEffect.transform.modelviewMatrix =
    GLKMatrixStackGetMatrix4(self.modelviewMatrixStack);
    
    [self.baseEffect prepareToDraw];
    
   
    [AGLKVertexAttribArrayBuffer
     drawPreparedArraysWithMode:GL_TRIANGLES
     startVertexIndex:0
     numberOfVertices:sphereNumVerts];
    
    /*
     
     current matrix:
     0.994522 0.041681 -0.095859 0.000000
     0.000000 0.917060 0.398749 0.000000
     0.104528 -0.396565 0.912036 0.000000
     0.000000 0.000000 -5.000000 1.000000
     */
    GLKMatrixStackPop(self.modelviewMatrixStack);
    
    /*
     current matrix:
     1.000000 0.000000 0.000000 0.000000
     0.000000 1.000000 0.000000 0.000000
     0.000000 0.000000 1.000000 0.000000
     0.000000 0.000000 -5.000000 1.000000

    */
    self.baseEffect.transform.modelviewMatrix =
    GLKMatrixStackGetMatrix4(self.modelviewMatrixStack);
}

4、变换

GLKMatrix4MakeFrustum是透视投影变换 GLKMatrix4MakeOrtho是正视投影变换

    if([aControl isOn])
    {
        self.baseEffect.transform.projectionMatrix =
        GLKMatrix4MakeFrustum(
                              -1.0 * aspectRatio,
                              1.0 * aspectRatio,
                              -1.0,
                              1.0,
                              2.0,
                              120.0);
//        self.baseEffect.transform.projectionMatrix =
//        GLKMatrix4MakePerspective(1.0, aspectRatio, 1.0, 50.0);
    }
    else
    {
        self.baseEffect.transform.projectionMatrix =
        GLKMatrix4MakeOrtho(
                            -1.0 * aspectRatio,
                            1.0 * aspectRatio, 
                            -1.0, 
                            1.0, 
                            1.0,
                            120.0);  
    }

透视投影的六个参数如下图

透视投影

投影是在近平面。(和视线焦点距离为near的是近平面,far的是远平面)

珍藏图-参悟投影变换的核心

总结

这次的代码改自第五章第六个样例,可以学习作者的代码风格,功能分工。 附上源码

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