前言
这篇文章的目的是为了快速了解GLKit,并使用它实现一个简单的加载图片的小功能。
什么是GLKit?
- GLKit 框架的设计⽬标是为了简化基于OpenGL / OpenGL ES 的应⽤开发. 它的出现
加快OpenGL ES或OpenGL应用程序开发。 使⽤数学库，背景纹理加载，预先创建的着
色器效果，以及标准视图和视图控制器来实现渲染循环。 - GLKit框架提供了功能和类，可以减少创建新的基于着⾊器的应用程序所需的⼯作量，或者支持依赖早期版本的OpenGL ES或OpenGL提供的固定函数顶点或片段处理的现有应用程序。
GLKit的主要功能
- 加载纹理(Texture loading)：** GLKTextuerLoader Class**。纹理加载允许您的应用程序轻松地从各种来源加载纹理。 甚至可以在背景中使用几行代码来异步加载纹理。
- 性能卓越的科学运算库， 支持矢量， 四元数，矩阵运算等。数学库提供常用的矢量，四元数和矩阵运算。 这些实现被优化以提供出色的性能。
- 提供常见的着色器，实现常见的标准Shader特效。 GLKit允许你配置你所需要的特效，它会自动创建和加载对应的Shader。GLKBaseEffect, GLKReflectionMapEffect, GLKSkyboxEffect Class。
- 提供GLKit的View和ViewController。GLKView Class和 GLKViewController Class。
使用GLKit在屏幕上加载一张图片
1.准备工作
导入相关文件
#import <GLKit/GLKit.h>
#import <OpenGLES/ES3/gl.h>
#import <OpenGLES/ES3/glext.h>
使当前的viewController继承GLKViewController
在viewDidLoad()方法中，
//OpenGL ES初始化
[self setUpConfig];
//2.加载顶点/纹理坐标数据
[self setUpVertexData];
//3.加载纹理数据(使用GLBaseEffect)
[self setUpTexture];
2.初始化OpenGL ES
代码如下所示，初始化上下文->获取GLKView和设置上下文->配置视图创建的渲染缓存区->设置背景颜色
-(void)setUpConfig
{
//1.初始化上下文&设置当前上下文
/*
EAGLContext 是苹果iOS平台下实现OpenGLES 渲染层.
kEAGLRenderingAPIOpenGLES1 = 1, 固定管线
kEAGLRenderingAPIOpenGLES2 = 2,
kEAGLRenderingAPIOpenGLES3 = 3,
*/
context = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES3];
//判断context是否创建成功
if (!context) {
NSLog(@"Create ES context Failed");
}
//设置当前上下文
[EAGLContext setCurrentContext:context];
//2.获取GLKView & 设置context
GLKView * view = (GLKView *)self.view;
view.context = context;
/*3.配置视图创建的渲染缓存区.
(1). drawableColorFormat: 颜色缓存区格式.
简介: OpenGL ES 有一个缓存区，它用以存储将在屏幕中显示的颜色。你可以使用其属性来设置缓冲区中的每个像素的颜色格式。
GLKViewDrawableColorFormatRGBA8888 = 0,
默认.缓存区的每个像素的最小组成部分（RGBA）使用8个bit，（所以每个像素4个字节，4*8个bit）。
GLKViewDrawableColorFormatRGB565,
如果你的APP允许更小范围的颜色，即可设置这个。会让你的APP消耗更小的资源（内存和处理时间）
(2). drawableDepthFormat: 深度缓存区格式
GLKViewDrawableDepthFormatNone = 0,意味着完全没有深度缓冲区
GLKViewDrawableDepthFormat16,
GLKViewDrawableDepthFormat24,
如果你要使用这个属性（一般用于3D游戏），你应该选择GLKViewDrawableDepthFormat16
或GLKViewDrawableDepthFormat24。这里的差别是使用GLKViewDrawableDepthFormat16
将消耗更少的资源
*/
view.drawableColorFormat = GLKViewDrawableColorFormatRGBA8888;
view.drawableDepthFormat = GLKViewDrawableDepthFormat16;
//4.设置背景颜色
glClearColor(1, 0, 0, 1.0);
}
3.加载顶点/纹理坐标数据
代码如下所示，设置包含顶点和纹理坐标的顶点数组->开辟顶点缓存区->分别从不同的通道中读取顶点坐标数据和纹理坐标数据
-(void)setUpVertexData
{
//1.设置顶点数组(顶点坐标,纹理坐标)
/*
纹理坐标系取值范围[0,1];原点是左下角(0,0);
故而(0,0)是纹理图像的左下角, 点(1,1)是右上角.
*/
GLfloat vertexData[] = {
0.5, -0.5, 0.0f, 1.0f, 0.0f, //右下
0.5, 0.5, -0.0f, 1.0f, 1.0f, //右上
-0.5, 0.5, 0.0f, 0.0f, 1.0f, //左上
0.5, -0.5, 0.0f, 1.0f, 0.0f, //右下
-0.5, 0.5, 0.0f, 0.0f, 1.0f, //左上
-0.5, -0.5, 0.0f, 0.0f, 0.0f, //左下
};
/*
顶点数组: 开发者可以选择设定函数指针，在调用绘制方法的时候，直接由内存传入顶点数据，也就是说这部分数据之前是存储在内存当中的，被称为顶点数组
顶点缓存区: 性能更高的做法是，提前分配一块显存，将顶点数据预先传入到显存当中。这部分的显存，就被称为顶点缓冲区
*/
//2.开辟顶点缓存区
//(1).创建顶点缓存区标识符ID
GLuint bufferId;
glGenBuffers(1, &bufferId);
//(2).绑定顶点缓存区.(明确作用)
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, bufferId);
//(3).将顶点数组的数据copy到顶点缓存区中(GPU显存中)
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertexData), vertexData, GL_STATIC_DRAW);
//3.打开读取通道.
/*
(1)在iOS中, 默认情况下，出于性能考虑，所有顶点着色器的属性（Attribute）变量都是关闭的.
意味着,顶点数据在着色器端(服务端)是不可用的. 即使你已经使用glBufferData方法,将顶点数据从内存拷贝到顶点缓存区中(GPU显存中).
所以, 必须由glEnableVertexAttribArray 方法打开通道.指定访问属性.才能让顶点着色器能够访问到从CPU复制到GPU的数据.
注意: 数据在GPU端是否可见，即，着色器能否读取到数据，由是否启用了对应的属性决定，这就是glEnableVertexAttribArray的功能，允许顶点着色器读取GPU（服务器端）数据。
(2)方法简介
glVertexAttribPointer (GLuint indx, GLint size, GLenum type, GLboolean normalized, GLsizei stride, const GLvoid* ptr)
功能: 上传顶点数据到显存的方法（设置合适的方式从buffer里面读取数据）
参数列表:
index,指定要修改的顶点属性的索引值,例如
size, 每次读取数量。（如position是由3个（x,y,z）组成，而颜色是4个（r,g,b,a）,纹理则是2个.）
type,指定数组中每个组件的数据类型。可用的符号常量有GL_BYTE, GL_UNSIGNED_BYTE, GL_SHORT,GL_UNSIGNED_SHORT, GL_FIXED, 和 GL_FLOAT，初始值为GL_FLOAT。
normalized,指定当被访问时，固定点数据值是否应该被归一化（GL_TRUE）或者直接转换为固定点值（GL_FALSE）
stride,指定连续顶点属性之间的偏移量。如果为0，那么顶点属性会被理解为：它们是紧密排列在一起的。初始值为0
ptr指定一个指针，指向数组中第一个顶点属性的第一个组件。初始值为0
*/
//顶点坐标数据
glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribPosition);
glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribPosition, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat)*5, 0);
//纹理坐标数据
glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribTexCoord0);
glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribTexCoord0, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat)*5, (GLfloat *)NULL + 3);
}
需要注意，在这行代码中
glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribTexCoord0, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat)*5, (GLfloat *)NULL + 3)
最后一个参数是ptr，指向数组中开始读取纹理坐标的第一个点，这里是指针，所以指向的是内存地址中的位置，所以这里参数写的不是vertexData[3]。
4.加载顶点/纹理坐标数据
代码如下所示，获取纹理图片路径->设置纹理参数->使用GLKBaseEffect完成顶点和片元着色器工作
-(void)setUpTexture
{
//1.获取纹理图片路径
NSString *filePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"beauty" ofType:@"jpeg"];
//2.设置纹理参数
//纹理坐标原点是左下角,但是图片显示原点应该是左上角.
NSDictionary *options = [NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:@(1), GLKTextureLoaderOriginBottomLeft,nil];
GLKTextureInfo *textureInfo = [GLKTextureLoader textureWithContentsOfFile:filePath options:options error:nil];
//3.使用苹果GLKit 提供GLKBaseEffect 完成着色器工作(顶点/片元)
cEffect = [[GLKBaseEffect alloc] init];
cEffect.texture2d0.enabled = GL_TRUE;
cEffect.texture2d0.name = textureInfo.name;
}
在这段代码中的第二步，设置了GLKTextureLoaderOriginBottomLeft，是为了解决图片的旋转问题，如果不设置这个参数，会发现图片加载后是倒过来的。
GLTextureLoader 简化从各种资源文件中加载纹理.
从CGImages创建纹理理
- textureWithCGImage:options:error: 从Quartz图像 加载2D纹理图像并从数据创
建新纹理
- textureWithCGImage:options:queue:completionHandler: 从Quartz图像异步
加载2D纹理图像,并根据数据创建新纹理.从URL加载多维创建纹理
- cabeMapWithContentsOfURL:options:errer: 从单个URL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: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从⽂件加载多维数据创建纹理
- cubeMapWithContentsOfFile:options:errer: 从单个⽂件加载⽴方体贴图纹理理
对象,并从数据中创建新纹理
- cubeMapWithContentsOfFile:options:queue:completionHandler:从单个⽂文件异步加载⽴方体贴图纹理对象,并从数据中创建新纹理
- cubeMapWithContentsOfFiles:options:errer: 从一系列⽂件中加载立⽅体贴图
纹理图像,并从数据中创建新纹理- -cubeMapWithContentsOfFiles:options:queue:completionHandler:
从⼀系列⽂件异步加载⽴方体贴图纹理图像,并从数据中创建新纹理
5.绘制视图的内容
这个方法是必须要实现的，用来绘制图像
/*
GLKView对象使其OpenGL ES上下文成为当前上下文，并将其framebuffer绑定为OpenGL ES呈现命令的目标。然后，委托方法应该绘制视图的内容。
*/
- (void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect
{
//1.清除颜色缓冲区
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
//2.准备绘制
[cEffect prepareToDraw];
//3.开始绘制
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6);
}
6.运行结果
如下图所示
GLKit 加载图片
