OpenGLES自定义顶点/片元着色器&编译连接(二)

一.不采用GLKBaseEffect,使用编译连接自定义顶点/片元着色器(shader),用简单的glsl语言来实现顶点/片元,并进行简单的变换。

????????具体思路如图:

具体思路

二.编译链接前,我们先来了解一些基本的OpenGLES的函数参数的说明

2.1编译/链接流程说明

? ? ? ? 1)着?器与程序对象

? ? ? ? 2)创建和编译着?器

? ? ? ? 3)创建并链接程序

? ? ? ? 4)获取和设置统?变量

? ? ? ? 5)获取和设置属性

????????6)着?器编译器与程序?进制代码

????????需要创建2个基本对象才能?着?器进?渲染:?着?器对象和程序对象,获取链接后着?器对象的?般过程包括6个步骤:?

? ??????1.?创建?个顶点着?器对象和?个?段着?器对象

????????2.?将源代码链接到每个着?器对象

????????3.?编译着?器对象

????????4.?创建?个程序对象

????????5.?将编译后的着?器对象连接到程序对象

????????6.?链接程序对象

2.2函数及参数说明

????????创建着色器:GLuint ? glCreateShader(GLenum type)参数tyle一般使用GL_VERTEX_SHADER(顶点着色器) 或者GL_FRAGMENT_SHADER(片元着色器)返回着色器句柄

? ? ? ? 删除着色器:glDeleteShader(GLuint shader)参数:设置刚才创建好的顶点/片元句柄

? ??????void glShaderSource(GLuint shader , GLSizei count ,const GLChar * const *string, const GLint?

*length)将着色器源码附加到着色器对象上(在上一篇文章我写好了两个顶点/片元着色器.vsh和.fsh文件里面,这里需要将写好的源代码附着到着色器上)参数说明:

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1)参数1:shader,要编译的着色器对象 *shader

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2)参数2:numOfStrings,传递的源码字符串数量 1个 ?特别说明:此参数在大多情况下为1

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3)参数3:strings,着色器程序的源码(真正的着色器程序源码)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 4)lenOfStrings,长度,具有每个字符串长度的数组,或NULL,这意味着字符串是NULL终止的

对应程序代码:

????????????????????????-(void)compileShader:(GLuint*)shadertype:(GLenum)typefile:(NSString*)file{

? ??????????????????????????//1.读取文件路径字符串,根据传入的顶点/片元着色器源代码地址转换为C语言字符串

? ? ????????????????????????NSString* content = [NSString stringWithContentsOfFile:file encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil];

? ? ????????????????????????const ?GLchar* source = (GLchar*)[content ? UTF8String];

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? //2.创建一个shader(根据type类型)

? ????????????????????????? *shader =glCreateShader(type);

? ????????????????????????? glShaderSource(*shader,1, &source,NULL);

? ????????????????????? //4.把着色器源代码编译成目标代码

? ????????????????????? ????glCompileShader(*shader);

????????????????????????}

????????OpenGLES不能像iOS那样设置断电,输出信息,想要看刚才创建并编译好的着色器可以通过:void glGetShaderiv(GLuint shader , GLenum pname , GLint *params )检查链接状态,在下面我会具体讲这个怎么使用和void glGetShaderInfolog(GLuint shader , GLSizei maxLength, GLSizei *length , GLChar *infoLog)获取输出日志,具体参数如下:

? ? ? ? ? ? ? ?(1) void glGetShaderiv(GLuint shader , GLenum pname , GLint *params );?

????????????????shader—?需要编译的着?器对象句柄

????????????????pname—?获取的信息参数,可以为GL_COMPILE_STATUS/GL_DELETE_STATUS/GL_INFO_LOG_LENGTH/GL_SHADER_SOURCE_LENGTH/ GL_SHADER_TYPE?

????????????????params—?指向查询结果的整数存储位置的指针

? ? ? ? ? ? ? ? (2)void glGetShaderInfolog(GLuint shader , GLSizei maxLength, GLSizei *length , GLChar *infoLog);?

????????????????shader—?需要获取信息?志的着?器对象句柄

????????????????maxLength—?保存信息?志的缓存区??

????????????????length—?写?的信息?志的?度(减去null?终?符);?如果不需要知道?度.?这个参数可以为Null?

????????????????infoLog—?指向保存信息?志的字符缓存区的指针

2.3创建与链接程序

? ? ? ?(1)创建程序

?????????GLUint glCreateProgram( ) 说明:创建?个程序对象返回值:?返回?个执?新程序对象的句柄。 同样,只要有创建就有删除void glDeleteProgram( GLuint program )参数为创建好的程序

? ??????void glAttachShader( GLuint program , GLuint shader )说明:将刚才创建好的顶点/片元着色器附着到创建的程序当中,当然有附着就有断开,void glDetachShader(GLuint program); 向创建的程序发送指令,断开附着

? ? ? ? (2)链接程序

? ??????????glLinkProgram(GLuint program) 参数为刚才创建好的程序

? ? ? ? ? ? 检查链接状态:void glGetProgramiv (GLuint program,GLenum pname, GLint *params)

? ? ? ? ? ? 参数说明:program:?需要获取信息的程序对象句柄

????????????????????????????????pname:?获取信息的参数,可以是:?

????????????????????????????????GL_ACTIVE_ATTRIBUTES?

????????????????????????????????GL_ACTIVE_ATTRIBUTES_MAX_LENGTH?

????????????????????????????????GL_ACTIVE_UNIFORM_BLOCK?

????????????????????????????????GL_ACTIVE_UNIFORM_BLOCK_MAX_LENGTH?

????????????????????????????????GL_ACTIVE_UNIFROMS?

????????????????????????????????GL_ACTIVE_UNIFORM_MAX_LENGTH?

????????????????????????????????GL_ATTACHED_SHADERS?

????????????????????????????????GL_DELETE_STATUS?

????????????????????????????????GL_INFO_LOG_LENGTH?

????????????????????????????????GL_LINK_STATUS?

????????????????????????????????GL_PROGRAM_BINARY_RETRIEVABLE_HINT?

????????????????????????????????GL_TRANSFORM_FEEDBACK_BUFFER_MODE?

????????????????????????????????GL_TRANSFORM_FEEDBACK_VARYINGS?

????????????????????????????????GL_TRANSFORM_FEEDBACK_VARYING_MAX_LENGTH?

????????????????????????????????GL_VALIDATE_STATUS?

????????????????????????????????params:?指向查询结果整数存储位置的指针

对应的程序里面的代码为:

? ????? glLinkProgram(self.myPrograme);

? ? ????GLintlink Status;

? ? ? ? ?//获取链接状态

? ? ? ? glGetProgramiv(self.myPrograme,GL_LINK_STATUS, &linkStatus);

? ? ????if(linkStatus ==GL_FALSE) {

? ? ? ? GLchar ?message[512];说明:因为不知道错误信息的长度,设置数组的时候可以尽量大一点,512可以修改

? ? ? ? glGetProgramInfoLog(self.myPrograme,sizeof(message),0, &message[0]);

? ? ? ? NSString*messageString = [NSStringstringWithUTF8String:message];

? ? ? ? NSLog(@"Program Link Error:%@",messageString);

? ? ? ? return;

? ? }

? ??????(3)使用程序

? ??????void glUseProgram(GLuint program)说明:在创建和链接好之后,使用程序

三.FrameBuffffer (帧缓冲区)和RenderBuffffer(渲染缓冲区)说明以及他两的关系

????????首先我们先来看一张图:

FrameBuffffer Objects,RenderBuffffer Objects and Textures

????????来自苹果爸爸的官网解释:

? ? ? ? ? ? ?个renderbuffffer 对象是通过应?分配的?个2D图像缓存区。renderbuffffer 能够被?来分配和存储颜?、深度或者模板值。也能够在?个framebuffffer被?作颜?、深度、模板的附件。?个renderbuffffer是?个类似于屏幕窗?系统提供可绘制的表?。?如pBuffffer。?个renderbuffffer,然后它并不能直接的使?像?个GL 纹理。

?????????????个 frameBuffffer 对象(通常被称为?个FBO)。是?个收集颜?、深度和模板缓存区的附着点。描述属性的状态,例如颜?、深度和模板缓存区的??和格式,都关联到FBO(Frame Buffffer Object)。并且纹理的名字和renderBuffffer 对象也都是关联于FBO。各种各样的2D图形能够被附着framebuffffer对象的颜?附着点。它们包含了renderbuffffer对象存储的颜?值、?个2D纹理或??体贴图。或者?个mip-level的?维切?在3D纹理。同样,各种各样的2D图形包含了当时的深度值可以附加到?个FBO的深度附着点钟去。唯?的?维图像,能够附着在FBO的模板附着点,是?个renderbuffffer对象存储模板值。

四.设置RenderBuffer&FrameBuffer

(一)设置RenderBuffer

? ??????1.定义一个缓存区ID

? ? ????????GLuintbuffer;

? ? ? ? 2.申请一个缓存区标志

? ????????? glGenRenderbuffers(1, &buffer);

????????3.用属性保存

? ? ????????self.myColorRenderBuffer = buffer;

? ? ????4.将标识符绑定到GL_RENDERBUFFER

? ? ????????glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, self.myColorRenderBuffer);

? ? ????5.Context将可绘制对象drawable object's? CAEAGLLayer的存储绑定到OpenGL ES renderBuffer对象

? ????????? [self.myContext renderbufferStorage:GL_RENDERBUFFER fromDrawable:self.myEagLayer];

(二)设置FrameBuffer

? ??????1.定义一个缓存区ID

? ? ????????GLuint buffer;

????????2.申请一个缓存区标志

? ? ????????//glGenRenderbuffers(1, &buffer);

? ? ????????//glGenFramebuffers(1, &buffer);

? ? ????????glGenBuffers(1, &buffer);//你也可以指定对应的缓冲区标志,如上面两行

? ? ? ? 3.

? ? ????????self.myColorFrameBuffer = buffer;

? ? ????4.

? ????? glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, self.myColorFrameBuffer);

? ? ????/*生成帧缓存区之后,则需要将renderbuffer跟framebuffer进行绑定,

?? ? ????调用glFramebufferRenderbuffer函数进行绑定到对应的附着点上,后面的绘制才能起作用

?? ? ????*/

? ? ????5.将渲染缓存区myColorRenderBuffer 通过glFramebufferRenderbuffer函数绑定到 GL_COLOR_ATTACHMENT0上。

? ? ????glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_RENDERBUFFER, self.myColorRenderBuffer);

? ??? ??注意:这里不会将Context与帧缓冲区联系起来,因为帧缓冲区的控制是由GPU控制,当我们用于图像图形显示的时候,是从渲染缓冲区拿的,我们只需要开辟帧缓冲区,把它和渲染缓冲区一起绑定到?GL_COLOR_ATTACHMENT0就行了,表示帧缓冲区和渲染缓冲区对应的关系,可以看上面苹果爸爸的解释,你会看到最后一行代码和设置渲染缓冲区的是不一样的,渲染缓冲区是把Context将可绘制对象drawable object's? CAEAGLLayer的存储绑定到OpenGL ES renderBuffer对象

五.使用固GLKView定着色器和自定义着色器的函数使用不同点(开辟和绑定我们就不说了,代码一样,直接讲不通的地方)&加载纹理的不同点

1.设置顶点坐标的不同点

????????????在GLKView固定着色器里面,我们设置顶点坐标数据:

? ? ????????glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribPosition);

? ? ????????glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribPosition, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 5, (GLfloat *)NULL + 0);

? ? ? ? ? ? 在自定义顶点着色器,我们设置顶点坐标数据:

? ??????????把顶点数据从CPU内存复制到GPU上

? ????????? glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(attrArr), attrArr, GL_DYNAMIC_DRAW);

? ? ????????将顶点数据通过myPrograme中的传递到顶点着色程序的position

? ? ????????1.glGetAttribLocation,用来获取vertex attribute的入口的.

? ? ????????2.告诉OpenGL ES,通过glEnableVertexAttribArray,

? ? ????????3.最后数据是通过glVertexAttribPointer传递过去的。

????????????(1)注意:第二参数字符串必须和shaderv.vsh中的输入变量:position保持一致

? ? ????????GLuint position = glGetAttribLocation(self.myPrograme, "position");

? ? ????????(2).设置合适的格式从buffer里面读取数据

? ?????????glEnableVertexAttribArray(position);

? ? ????????(3).设置读取方式

? ????? ????参数1:index,顶点数据的索引

? ? ????????参数2:size,每个顶点属性的组件数量,1,2,3,或者4.默认初始值是4.

? ? ????????参数3:type,数据中的每个组件的类型,常用的有GL_FLOAT,GL_BYTE,GL_SHORT。默认初始值为GL_FLOAT

? ? ????????参数4:normalized,固定点数据值是否应该归一化,或者直接转换为固定值。(GL_FALSE)

? ? ????????参数5:stride,连续顶点属性之间的偏移量,默认为0;

? ? ????????参数6:指定一个指针,指向数组中的第一个顶点属性的第一个组件。默认为0

? ? ????????glVertexAttribPointer(position,3,GL_FLOAT,GL_FALSE,sizeof(GLfloat) *5,NULL);

2.设置纹理坐标的不同点

? ??????????在GLKView固定着色器里面,我们设置纹理坐标数据:

? ? ? ? ? ??纹理坐标数据

? ? ????????glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribTexCoord0);

? ? ????????glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribTexCoord0, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 5, (GLfloat *)NULL + 3);

? ??????????在自定义顶点着色器,我们设置纹理坐标数据:

? ? ? ??????(1).glGetAttribLocation,用来获取vertex attribute的入口的.

? ????????? //注意:第二参数字符串必须和shaderv.vsh中的输入变量:textCoordinate保持一致

? ? ????????GLuint textCoor = glGetAttribLocation(self.myPrograme, "textCoordinate");

? ? ????????(2).设置合适的格式从buffer里面读取数据

? ????????? glEnableVertexAttribArray(textCoor);

? ? ? ? ? ? (3).设置读取方式(参数解释看上)

? ? ????????glVertexAttribPointer(textCoor,2,GL_FLOAT,GL_FALSE,sizeof(GLfloat)*5, (float*)NULL+3);

3.加载纹理的不同点

? ???????在GLKView固定着色器里面,我们设置加载纹理:

? ??????1.获取纹理图片路径

? ? NSString *filePath = [[NSBundle mainBundle]pathForResource:@"timg" ofType:@"jpg"];

? ? ????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;

????????在自定义着色器里面,我们设置加载纹理:

//从图片中加载纹理

- (GLuint)setupTexture:(NSString*)fileName {

? ? //1、将 UIImage 转换为 CGImageRef

? ? CGImageRef spriteImage = [UIImage imageNamed:fileName].CGImage;

? ? //判断图片是否获取成功

? ? if(!spriteImage) {

? ? ? ? NSLog(@"Failed to load image %@", fileName);

? ? ? ? exit(1);

? ? }

? ? //2、读取图片的大小,宽和高

? ? size_twidth =CGImageGetWidth(spriteImage);

? ? size_theight =CGImageGetHeight(spriteImage);

? ? //3.获取图片字节数 宽*高*4(RGBA)

? ? GLubyte* spriteData = (GLubyte*)calloc(width * height *4,sizeof(GLubyte));

? ? //4.创建上下文

? ? /*

?? ? 参数1:data,指向要渲染的绘制图像的内存地址

?? ? 参数2:width,bitmap的宽度,单位为像素

?? ? 参数3:height,bitmap的高度,单位为像素

?? ? 参数4:bitPerComponent,内存中像素的每个组件的位数,比如32位RGBA,就设置为8

?? ? 参数5:bytesPerRow,bitmap的没一行的内存所占的比特数

?? ? 参数6:colorSpace,bitmap上使用的颜色空间? kCGImageAlphaPremultipliedLast:RGBA

?? ? */

? ? CGContextRef spriteContext = CGBitmapContextCreate(spriteData, width, height, 8, width*4,CGImageGetColorSpace(spriteImage), kCGImageAlphaPremultipliedLast);

? ? //5、在CGContextRef上--> 将图片绘制出来

? ? /*

?? ? CGContextDrawImage 使用的是Core Graphics框架,坐标系与UIKit 不一样。UIKit框架的原点在屏幕的左上角,Core Graphics框架的原点在屏幕的左下角。

?? ? CGContextDrawImage?

?? ? 参数1:绘图上下文

?? ? 参数2:rect坐标

?? ? 参数3:绘制的图片

?? ? */

? ? CGRectrect =CGRectMake(0,0, width, height);

? ? //6.使用默认方式绘制

? ? CGContextDrawImage(spriteContext, rect, spriteImage);

? ? //7、画图完毕就释放上下文

? ? CGContextRelease(spriteContext);

? ? //8、绑定纹理到默认的纹理ID(

? ? glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);

? ? //9.设置纹理属性

? ? /*

?? ? 参数1:纹理维度

?? ? 参数2:线性过滤、为s,t坐标设置模式

?? ? 参数3:wrapMode,环绕模式

?? ? */

? ? glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR );

? ? glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR );

? ? glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);

? ? glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);

? ? floatfw = width, fh = height;

? ? //10.载入纹理2D数据

? ? /*

?? ? 参数1:纹理模式,GL_TEXTURE_1D、GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D

?? ? 参数2:加载的层次,一般设置为0

?? ? 参数3:纹理的颜色值GL_RGBA

?? ? 参数4:宽

?? ? 参数5:高

?? ? 参数6:border,边界宽度

?? ? 参数7:format

?? ? 参数8:type

?? ? 参数9:纹理数据

?? ? */

? ? glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, fw, fh, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, spriteData);

? ? //11.释放spriteData

? ? free(spriteData);? ?

? ? return0;

}


效果

下一篇,我们讲纹理的翻转

最后附上demo:链接: https://pan.baidu.com/s/1-6RJ0toD6WUkoozX0Fu1Cw 提取码: fweb


? ??????????

? ??????

?著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
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