OpenGL ES入门详解

女爷i 2022-08-18 00:36 177阅读 0赞

http://blog.csdn.net/wangyuchun\_799/article/details/7736928

**1.决定你要支持的OpenGL ES的版本。目前，OpenGL ES包含1.1和2.0两个版本，iPhone 3G+和iPad开始支持OpenGL ES2.0。而且这两个版本之间的差异非常大，不仅仅在编程思想上，API之间的差距也很大。因此，如果你想使用OpenGL ES开发3D程序或游戏，那么首先就要决定使用哪个版本，还是说两个版本都支持。OpenGL ES定义了代表不同版本的宏：**

enum  
\{  
kEAGLRenderingAPIOpenGLES1 = 1, //**1.1**版  
kEAGLRenderingAPIOpenGLES2 = 2 //2.0版  
\}typedef NSUInteger EAGLRenderingAPI;

以iPhone代码为例，你可以通过以下方式判断用户设备所支持的OpenGL ES版本，如果支持2.0，就使用2.0进行渲染；如果仅支持**1.1**，则使用**1.1**版进行渲染：

EAGLRenderingAPI api = kEAGLRenderingAPIOpenGLES2; //默认优先使用2.0版  
m\_context = \[\[EAGLContext alloc\] initWithAPI:api\]; //使用2.0版初始化EAGLContext  
if (!m\_context ) \{ //使用2.0版初始化EAGLContext失败  
api = kEAGLRenderingAPIOpenGLES1; //将API设为**1.1**版  
m\_context = \[\[EAGLContext alloc\] initWithAPI:api\];//使用**1.1**版初始化EAGLContext  
\}  
if (!m\_context || !\[EAGLContext setCurrentContext:m\_context\]) \{ //**1.1**版初始化失败，则释放内存  
\[self release\];  
return nil;  
\}  
if (api == kEAGLRenderingAPIOpenGLES1) \{  
//使用**1.1**版开始渲染  
\}  
else \{  
//使用2.0版开始渲染  
\}

**2.你想让你的OpenGL ES程序跨手机平台运行么？Android、iPhone、windows phone手机系统是当前最主流的手机系统，如何才能让我们编写出来的程序可以跨平台运行呢？好消息是，这三个平台都支持OpenGL ES，而且都支持C++语言。也许你明白了，方法就是通过C++来封装OpenGL ES，尽量少用特定平台的耦合代码。这样我们就可以将封装的OpenGL ES引擎在不同的手机平台的使用，而且仅需要修改特定平台连接OpenGL ES的代码即可。**

**3.入门常见代码解析**

**3.1创建渲染缓冲区**

GLuint m\_renderbuffer;**//创建一个渲染缓冲区对象**

glGenRenderbuffers(1, &m\_renderbuffer);//创建一个渲染缓冲区对象  
glBindRenderbuffer(GL\_RENDERBUFFER, m\_renderbuffer);//将该渲染缓冲区对象绑定到管线上

**3.2创建帧缓冲区**

GLuint m\_framebuffer;**//创建一个帧缓冲区对象**

glGenFramebuffers(1, &m\_framebuffer);//创建一个帧染缓冲区对象  
glBindFramebuffer(GL\_FRAMEBUFFER, m\_framebuffer);//将该帧染缓冲区对象绑定到管线上  
glFramebufferRenderbuffer(GL\_FRAMEBUFFER, GL\_COLOR\_ATTACHMENT0, GL\_RENDERBUFFER, m\_renderbuffer);//将创建的渲染缓冲区绑定到帧缓冲区上，并使用颜色填充

**3.3设置视口**

glViewport(0, 0, width, height);//定义视口大小，说白了就是OpenGL ES窗口大小

**3.4创建着色器**

*3.4.1创建一个空着色器*

GLuint shaderHandle = glCreateShader(shaderType);//shaderType代表着色器的类型，可以是GL\_VERTEX\_SHADER（顶点着色器）或GL\_FRAGMENT\_SHADER（片元着色器）

3.4.2指定着色器源代码  
glShaderSource(shaderHandle, 1, &source, 0);// source代表要执行的源代码字符串数组，1表示源代码字符串数组的字符串个数是一个，0表示源代码字符串长度数组的个数为0个

3.4.3编译着色器  
glCompileShader(shaderHandle);//编译着色器

3.4.4检查编译是否成功  
GLint compileSuccess;  
glGetShaderiv(shaderHandle, GL\_COMPILE\_STATUS, &compileSuccess);//查看编译着色器是否成功，可选的查询状态有L\_DELETE\_STATUS,GL\_COMPILE\_STATUS, GL\_INFO\_LOG\_LENGTH, GL\_SHADER\_SOURCE\_LENGTH

//如果编译出错，则记录出错信息  
if (compileSuccess == GL\_FALSE) \{  
GLchar messages\[256\];  
glGetShaderInfoLog(shaderHandle, sizeof(messages), 0, &messages\[0\]);  
std::cout << messages;  
exit(1);  
\}

**3.5创建渲染源程序**

*3.5.1创建一个空源程序*

GLuint programHandle = glCreateProgram();//创建一个渲染程序

3.5.2向源程序中添加着色器  
glAttachShader(programHandle, shaderHandle);//将着色器添加到程序中

3.5.3链接源程序  
glLinkProgram(programHandle);//你可能添加了多个着色器，链接程序

3.5.4检查链接程序是否成功  
GLint linkSuccess;  
glGetProgramiv(programHandle, GL\_LINK\_STATUS, &linkSuccess);//查看连接是否成功

//链接失败记录失败信息

if (linkSuccess == GL\_FALSE) \{  
GLchar message\[256\];  
glGetProgramInfoLog(programHandle, sizeof(message), 0, &message\[0\]);  
std::cout << message;  
exit(1);  
\}  
  
**3.6顶点结构体**

//此处定义了一个代表顶点的结构体，内部包含一个有两个点（x，y）组成的顶点的位置信息，和一个四个值（r, g, b, a）表示的颜色信息

struct Vertex\{  
float Position\[2\];  
float Color\[4\];  
\};  
//创建顶点数组，里面有6个顶点信息  
const Vertex vertices\[\] = \{  
\{ \{-0.5, -0.866\}, \{0.5, 1, 0.5, 1\}\},  
\{ \{0.5, -0.866\}, \{0.2, 0.6, 0.5, 1\}\},  
\{ \{0, 1\}, \{0.6, 0.1, 0.8, 1\}\},  
\{ \{0.5, -0.866\}, \{0.5, 0.5, 0.5, 1\}\},  
\{ \{1.5, -0.866\}, \{0.5, 0.5, 0.5, 1\}\},  
\{ \{1, 0.4\}, \{0.5, 0.5, 0.5, 1\}\}  
\};

3.7着色器

3.7.1顶点着色器

\#define STRINGIFY(A) \#A

const char \*SimpleVertexShader = STRINGIFY(  
attribute vec4 Position;//位置，vec4说明有4个点组成，attribute表示属性，由程序提供输入值  
attribute vec4 SourceColor;//源颜色，RGBA  
varying vec4 DestinationColor;//目标颜色，输出值，用来传递到片元着色器，vary表示可变传出变量  
uniform mat4 Projection;//投影矩阵，mat4表示一个4\*4的矩阵，uniform表示统一的，不变的，每个顶点都是固定的这个值  
uniform mat4 Modelview;//模型矩阵  
void main(void)\{  
DestinationColor = SourceColor;//简单的将源颜色赋给目标颜色  
gl\_Position = Projection \* Modelview \* Position;//通过矩阵乘法获得目标位置，gl\_Position是OpenGL ES内定的值，必须指定  
\}  
);

3.7.2片元着色器

const char \*SimpleFragmentShader = STRINGIFY(  
varying lowp vec4 DestinationColor;//由顶点着色器传入，lowp表示低精度  
void main(void)\{  
gl\_FragColor = DestinationColor;//片元颜色，gl\_FragColor也是OpenGL ES内定的，必须指定  
\}  
);

3.8开始渲染

3.8.1填充（清理）屏幕

glClearColor(0.1f, 0.9f, 0.5f, 1);//指定填充屏幕的RGBA值  
glClear(GL\_COLOR\_BUFFER\_BIT);//指定要清除哪些缓冲区，GL\_COLOR\_BUFFER\_BIT表示颜色缓冲区，GL\_DEPTH\_BUFFER\_BIT表示深度缓冲区，GL\_STENCIL\_BUFFER\_BIT表示模板缓冲区

3.8.2从着色器代码中获取属性信息

GLuint m\_simpleProgram = programHandle;

GLuint positionSlot = glGetAttribLocation(m\_simpleProgram, "Position");//从着色器源程序中的顶点着色器中获取Position属性  
GLuint colorSlot = glGetAttribLocation(m\_simpleProgram, "SourceColor");//从着色器源程序中的顶点着色器中获取SourceColor属性

3.8.3开启顶点属性数组  
glEnableVertexAttribArray(positionSlot);  
glEnableVertexAttribArray(colorSlot);

3.8.4为着色器属性赋值  
GLsizei stride = sizeof(Vertex);//单个顶点的数据长度  
const GLvoid \*pCoords = &vertices\[0\].Position\[0\];//顶点数组中的位置数组首地址  
const GLvoid \*pColors = &vertices\[0\].Color\[0\];/顶点数组中的颜色数组首地址  
glVertexAttribPointer(positionSlot, 2, GL\_FLOAT, GL\_FALSE, stride, pCoords);//为顶点着色器位置信息赋值，positionSlot表示顶点着色器位置属性（即，Position）；2表示每一个顶点信息由几个值组成，这个值必须位1，2，3或4；GL\_FLOAT表示顶点信息的数据类型；GL\_FALSE表示不要将数据类型标准化（即fixed-point）；stride表示数组中每个元素的长度；pCoords表示数组的首地址  
glVertexAttribPointer(colorSlot, 4, GL\_FLOAT, GL\_FALSE, stride, pColors);//同上

3.8.5渲染顶点  
GLsizei vertexCount = sizeof(vertices)/sizeof(Vertex);//顶点个数  
glDrawArrays(GL\_TRIANGLES, 0, vertexCount);//将顶点数组使用三角形渲染，GL\_TRIANGLES表示三角形， 0表示数组第一个值的位置，vertexCount表示数组长度

3.8.6渲染完毕，关闭顶点属性数组  
glDisableVertexAttribArray(positionSlot);  
glDisableVertexAttribArray(colorSlot);

4.OpenGL **1.1**和2.0在编程上的区别

4.1函数命名上的区别

**1.1**版API函数和宏末尾通常都为加上OES（即OpenglES的缩写），2.0版本基本上都把这个后缀名给去掉了，如：

**1.1**API函数和宏：glBindRenderbufferOES(GL\_RENDERBUFFER\_OES, m\_renderbuffer);

2.0API函数和宏：glBindRenderbuffer(GL\_RENDERBUFFER, m\_renderbuffer);

4.2渲染方式不同

**1.1**版是基于不可编程管线，2.0版是基于可编程管线的，明显的差别是**1.1**不支持着色器而2.0支持着色器，如下：

在**1.1**版将顶点渲染到屏幕上一般这样写：

glMatrixMode(GL\_PROJECTION);  
const float maxX = 2;  
const float maxY = 3;  
glOrthof(-maxX, maxX, -maxY, maxY, -1, 1);  
glMatrixMode(GL\_MODELVIEW);

2.0版支持着色器，就不再这么渲染顶点了。将顶点属性和变换方式全部放在顶点着色器和片元着色器中，然后程序中通过着色器来渲染

4.3编写同样的程序API不同

如，同样是激活和关闭顶点数组，在**1.1**中是glEnableClientState(GL\_VERTEX\_ARRAY);和glDisableClientState(GL\_VERTEX\_ARRAY);

但在2.0中，就变成了：glEnableVertexAttribArray(\*);和glDisableVertexAttribArray(\*);

差别的来源就在于**1.1**不使用着色器，而2.0使用着色器。

4.4编程难易程度不同。

**1.1**是基于不可编程管线的，因此，管线的各个组件都是写好的，我们仅需要调用即可。而2.0是基于可编程管线的，灵活性大大增加了，但是编写的难度和复杂度也增加了，因为什么功能都得自己写了。

5.着色器的使用流程

刚开始学习OpenGL ES2.0，对其着色器十分不感冒，什么是着色器，着色器该怎么使用，着色器包含哪些内容呢？

着色器就是一段包含着色信息的源代码字符串。通常着色器分为顶点着色器（Vertex Shader）和片元着色器（Fragment Shader），两个着色器分别写在不同的文件中，文件没有固定的后缀名，可以根据你自己的爱好写，但是最好能区别文件中写的是顶点着色器还是片元着色器，不然时间长了自己都不知道哪个文件中写的是什么信息了。如你可以给你的顶点着色器后缀名命名为：vert, ver, v, vsh等，给你的片元着色器后缀名命名为：frag, fra, f, fsh等。

着色器源代码和OpenGL源代码不是一起编译的，所以要特别强调我刚才说的“**着色器是**一段包含着色信息的**源代码字符串**”。所以，OpenGL源代码肯定是和工程一起编译的，但是着色器源代码是在运行期编译的。你可能会问，着色器的源代码是一个字符串怎么编译呢？所以OpenGL ES提供了一套运行期动态编译的流程：

（1）创建着色器：glCreateShader

（2）指定着色器源代码字符串：glShaderSource

（3）编译着色器：glCompileShader

（4）创建着色器可执行程序：glCompileShader

（5）向可执行程序中添加着色器：glAttachShader

（6）链接可执行程序：glLinkProgram