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OpenGLES(一)- GLKit以及常见API

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用户8893176
发布2022-05-13 18:49:21
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发布2022-05-13 18:49:21
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文章被收录于专栏:小黑娃Henry小黑娃Henry

开篇之前附上GLKit的官方文档GLKit

GLKit概述

GLKit

GLkit是苹果对OpenGL/openGl ES的一次封装,目的是为了简化苹果开发者使用成本,它的出现加快了开发者的开发速度。类似在OPenGL中出现的固定着色器的概念。但是只要是固定的就会有限制,无法进行自定义编程(顶点着色器,片元着色器)

GLKit包含功能:
1. Math libraries

提供高性能的数学运算:提供常用的向量,四元数和矩阵运算。

2. GLKit纹理加载

通过GLTextureLoader工具类来读取纹理文件并创建GLKTextureInfo对象。

3. 提供常见的着色器(effect)

包含以下3种着色器,类似于OpenGL中的固定着色器:

  • GLKBaseEffect
  • GLKReflectionMapEffect
  • GLKSkyboxEffect
4. GLKView、GLKController
  • GLKView提供了绘制的场所,继承自UIView,并提供一系列简便调用的API。
  • GLKController 是GLKView的容器,继承自UIViewController。用于绘制视图内容的管理与呈现。

ios12以后苹果大大废弃了GLKit,使用了Metal。但是开发者依旧可以使用。

使用GLKit视图呈现流程

通过上图可以看到,使用GLKit将一张图片绘制到屏幕需要三步:

  1. 使用GLKView进行创建和参数配置(深度、颜色缓存区)。
  2. 完成绘制并保存到帧缓存区中。
  3. 通过读取帧缓存区的bitmap完成显示。

上图取自苹果官方文档OpenGL ES Programming Guide

GLKit 常用API

GLKit纹理加载
  • GLKTextureInfo (纹理对象) 纹理在进过图元装配步骤中的剪裁后,将3D图形通过观察者、视口转为2D图形。所以到纹理绘制时只需要处理2D坐标即可。
代码语言:javascript
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@interface GLKTextureInfo : NSObject <NSCopying>
{
    GLuint name;    //OpengGL中上下文中纹理名称
    GLenum target;  //纹理绑定的目标
    GLuint width;   //加载的纹理高度
    GLuint height;  //加载的纹理宽度
    GLuint depth;   //深度(我的理解是纹理的层级)
    GLKTextureInfoAlphaState alphaState;   //加载纹理中的alpha分量状态
    GLKTextureInfoOrigin textureOrigin;    //纹理原点位置
    BOOL containsMipmaps;   //布尔值,加载的纹理理是否包含mip贴图
    GLuint mimapLevelCount; //mip贴图层级数量
    GLuint arrayLength; //我的理解是mip贴图数量
}

这些值在纹理读取时,通过纹理文件来获取。

  • GLTextureLoader工具类:从各种资源文件中加载纹理 初始化
代码语言:javascript
复制
//初始化⼀个新的纹理加载到纹理对象中
- initWithSharegroup: 
- initWithShareContext: 
  • 从文件中加载处理
代码语言:javascript
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// 本地文件
// 从本地文件加载2D纹理图像,并从数据中创建新的纹理对象(GLKTextureInfo)
+ textureWithContentsOfFile:options:errer:
// 从⽂文件中异步加载2D纹理图像,并从数据中创建新的纹理对象
- textureWithContentsOfFile:options:queue:completionHandler: 

// URL加载处理
// 从URL加载2D纹理图像并从数据创建新纹理
- textureWithContentsOfURL:options:error:
// 从URL异步加载2D纹理图像,并根据数据创建新纹理
- textureWithContentsOfURL:options:queue:completionHandler: 

// 内存中加载纹理
// 从内存空间加载2D纹理图像,并根据数据创建新纹理
+ textureWithContentsOfData:options:errer:  
// 从内存空间异步加载2D纹理图像,并从数据中创建新纹理
- textureWithContentsOfData:options:queue:completionHandler:

// CGImages加载纹理
// 从Quartz图像 加载2D纹理图像并从数据创建新纹理
- textureWithCGImage:options:error: 
// 从Quartz图像异步加载2D纹理图像,并根据数据创建新纹理
- textureWithCGImage:options:queue:completionHandler:   

// URL加载多维创建纹理
// 从单个URL加载⽴立⽅方体贴图纹理图像,并根据数据创建新纹理
+ cabeMapWithContentsOfURL:options:errer:   
// 从单个URL异步加载⽴方体贴图纹理图像,并根据数据创建新纹理
- cabeMapWithContentsOfURL:options:queue:completionHandler:

一般使用:从本地文件加载2D纹理图像

GLKit视图渲染

  • GLKView相关API
代码语言:javascript
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// 初始化新视图
- initWithFrame:context:

//代理
<GLKViewDelegate> delegate;

//缓冲区参数设置
//颜色缓冲区格式
GLKViewDrawableColorFormat drawableColorFormat;
//深度缓冲区格式
GLKViewDrawableDepthFormat drawableDepthFormat;
//模板缓冲区格式
GLKViewDrawableStencilFormat drawableStencilFormat;
//多重采样缓存区格式
GLKViewDrawableMultisample drawableMultisample;

//帧缓存区属性
//底层缓存区对象的⾼度(以像素为单位)
drawableHeight  
//底层缓存区对象的宽度(以像素为单位)
drawableWidth

// 绘制视图的内容
//绘制视图内容时使用的OpenGL ES上下⽂
EAGLContext *context; 
//将底层FrameBuffer对象绑定到OpenGL ES
- bindDrawable 
// 布尔值,指定视图是否响应视图重绘(-drawRect)的消息
BOOL enableSetNeedsDisplay;
// ⽴即重绘视图内容
- display 
// 绘制视图内容并将其作为新图像对象返回
UIImage *snapshot;
  • GLKViewDelegate
代码语言:javascript
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//GLKViewDelegate代理方式,必须实现。
//在该回调中准备、开始绘制
- (void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect;
  • GLKViewController管理渲染循环的视图控制器
代码语言:javascript
复制
// 代理
<GLKViewControllerDelegate> delegate;
// 更新视图回调-GLKViewControllerDelegate
- (void)glkViewControllerUpdate:(GLKViewController *)controller;

//视图控制器调用视图以及更新视图内容的速率
NSInteger preferredFramesPerSecond;
//视图控制器调用视图以及更新其内容的实际速率
NSInteger framesPerSecond;

// 渲染循环是否已暂停
BOOL paused
// 当前程序重新激活动状态时视图控制器是否自动暂停渲染循环
BOOL pauseOnWillResignActive
// 当前程序变为活动状态时视图控制是否自动恢复呈现循环
BOOL resumeOnDidBecomeActive
// 通过上述两个变量可以避免app从激活状态到活动状态,这个间隔过程导致的无效渲染,当然这两个属性是默认开启的。

// 视图控制器⾃创建以来发送的帧更新次数
NSInteger framesDisplayed;
// ⾃视图控制器器第一次恢复发送更新事件以来经过的时间量
NSTimeInterval timeSinceFirstResume 
// ⾃上次视图控制器恢复发送更新事件以来更新的时间量
NSTimeInterval timeSinceLastResume 
// 自上次视图控制器调⽤委托方法以及经过的时间量
NSTimeInterval timeSinceLastUpdate 
// ⾃上次视图控制器调⽤视图display方法以来经过的时间量量
NSTimeInterval timeSinceLastDraw 
  • GLKViewControllerDelegate 渲染循环回调⽅方法
代码语言:javascript
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// 每次重新绘制前会调用
- (void)glkViewControllerUpdate:(GLKViewController *)controller;
// 每次暂停和恢复钱调用
- (void)glkViewController:(GLKViewController *)controller willPause:(BOOL)pause;

GLKBaseEffect (效果器)

⼀种简单光照/着色系统,⽤于基于着⾊器OpenGL的渲染

  • 基本设置
代码语言:javascript
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//命名Effect
label

//配置模型视图转换
// 绑定效果时应⽤于顶点数据的模型视图,投影和纹理变换
transform
  • 配置光照效果
代码语言:javascript
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// ⽤用于计算每个⽚片段的光照策略略
GLKLightingType lightingType

enum GLKLightingType{
// 表示在三⻆形中每个顶点执⾏光照计算,然后在三⻆形进行插值
GLKLightingTypePerVertex 
// 表示光照计算的输入在三角形内插⼊,并且在每个片段执⾏光照计算
GLKLightingTypePerPixel 
}
  • 配置光照
代码语言:javascript
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// 布尔值,表示为基元的两侧计算光照
lightModelTwoSided  
//计算渲染图元光照使⽤的材质属性
material    
//环境颜⾊,应⽤效果渲染的所有图元
lightModelAmbientColor  
// 场景中第⼀个光照属性
light0  
//场景中第⼆个光照属性
light1  
//场景中第三个光照属性
light2  

GLKit中至多允许出现3个光源

  • 配置纹理
代码语言:javascript
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//第一个纹理属性
texture2d0  
// 第⼆个纹理属性
texture2d1  
// 纹理应用于渲染图元的顺序
textureOrder    

GLKit中至多允许出现2个纹理

  • 配置雾化
代码语言:javascript
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//应⽤于场景的雾属性
fog 
  • 配置颜色信息
代码语言:javascript
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//布尔值,表示计算光照与材质交互时是否使⽤颜⾊顶点属性
colorMaterialEnable 
//布尔值,指示是否使用常量颜⾊
useConstantColor    
//不提供每个顶点颜色数据时使⽤常量颜⾊
constantColor   
  • 绘制效果动作
代码语言:javascript
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//准备渲染效果
prepareToDraw
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原始发表:2022-05-13,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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  • GLKit概述
    • GLKit
      • GLKit包含功能:
        • 1. Math libraries
        • 2. GLKit纹理加载
        • 3. 提供常见的着色器(effect)
        • 4. GLKView、GLKController
      • 使用GLKit视图呈现流程
        • GLKit纹理加载
    • GLKit 常用API
    • GLKit视图渲染
    • GLKBaseEffect (效果器)
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