Cocos2d-x2.0 -- 从点，线，面学起

Cocos2d-x 2.0 -- 从 点，线，面学起

本节所用Cocos2d-x版本：cocos2d-2.0-x-2.0.2

一个图形引擎，总是由构建点，线，面的绘制功能写起来的。点，线，面。构成了最初的图形基础。所以说，掌握点，线，面是掌握引擎的基础。

在Cocos2d-x 1.0版本中，提供了使用OpenGL API来创建点，线，面的例子DrawPrimitivesTest。而在2.0中，同样的例子名称，而内部实现却差别巨大。我们知道，在Cocos2d-x 2.0版本，相较于1.0，增加了shader的支持，而DrawPrimitivesTest这个例子，就是学习基础Shader的最好教程。

学前提示：

OpenGL着色语言（GLSL――OpenGL Shading Language）是用来在OpenGL中着色编程的语言，也即开发人员写的短小的自定义程序，他们是在图形卡的GPU
（Graphic Processor Unit图形处理单元）上执行的，代替了固定的渲染管线的一部分。比如：视图转换、投影转换等。GLSL（GL Shading Language）的着色器代码分成2个部分：Vertex
Shader（顶点着色器）和Fragment（片断着色器），有时还会有Geometry Shader（几何着色器）。负责运行顶点着色的是顶点着色器。它可以得到当前OpenGL 中的状态，GLSL内置变量进行传递。

打开TestCpp工程，找到Classes下的DrawPrimitivesTest目录。打开两个文件：

DrawPrimitivesTest.h/cpp

[cpp] view
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#ifndef _DRAW_PRIMITIVES_TEST_H_

#define _DRAW_PRIMITIVES_TEST_H_

//包含Cocos2d头文件

////----#include "cocos2d.h"

//使用TestScene这个CCScene类

#include "../testBasic.h"

//定义派生于CCLayer的类DrawPrimitivesTest,重载draw用于进行手动渲染处理

class DrawPrimitivesTest : public CCLayer

{

public:

//构造

DrawPrimitivesTest();

//析构

virtual void draw();

};

//定义派生于TestScene的类DrawPrimitiveTestScene,做为TestCpp工程中TestController类集中管理的各个小功能例子的场景

class DrawPrimitivesTestScene : public TestScene

{

public:

//重载启动此功能例子的场景函数

virtual void runThisTest();

};

#endif

OK，头文件看完了，现在看CPP文件：

[cpp] view
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#include "DrawPrimitivesTest.h"

//构造函数

DrawPrimitivesTest::DrawPrimitivesTest()

{

}

//手动处理的渲染函数

void DrawPrimitivesTest::draw()

{

//取得屏幕大小

CCSize s = CCDirector::sharedDirector()->getWinSize();

//检测是否有OpenGL错误发生，如果有则打印错误

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

//平滑模式，即高洛德着色

// glEnable(GL_LINE_SMOOTH);

//绘制一条件,参1为起点，参2为终点，ccp为生成CCPoint的宏

ccDrawLine( ccp(0, 0), ccp(s.width, s.height) );

//检测是否有OpenGL错误发生，如果有则打印错误

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

//设置线宽

glLineWidth( 5.0f );

//设置后面要进行绘制时所用的色彩

ccDrawColor4B(255,0,0,255);

//绘制线条

ccDrawLine( ccp(0, s.height), ccp(s.width, 0) );

//检测是否有OpenGL错误发生，如果有则打印错误

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

//设置点的大小

ccPointSize(64);

//设置后面要进行绘制时所用的色彩

ccDrawColor4B(0,0,255,128);

//绘制一个点

ccDrawPoint( ccp(s.width / 2, s.height / 2) );

//检测是否有OpenGL错误发生，如果有则打印错误

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

// 绘制四个点

//这里创建位置点数组

CCPoint points[] = { ccp(60,60), ccp(70,70), ccp(60,70), ccp(70,60) };

ccPointSize(4);

//设置后面要进行绘制时所用的色彩

ccDrawColor4B(0,255,255,255);

//使用位置点数组做为四个顶点的位置进行绘制

ccDrawPoints( points, 4);

//检测是否有OpenGL错误发生，如果有则打印错误

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

//绘制一个绿色圆

glLineWidth(16);

//设置后面要进行绘制时所用的色彩

ccDrawColor4B(0, 255, 0, 255);

//绘制圆函数，参1是中心点，参2为半径,参3为圆的逆时针旋转角度，参4为圆的平均切分段数，最后一个参数是指定是否从圆分段起止点位置向圆中心连线，这里不进行连线

ccDrawCircle( ccp(s.width/2, s.height/2), 100, 0, 10, false);

//检测是否有OpenGL错误发生，如果有则打印错误

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

//绘制一个蓝色圆,进行连线

glLineWidth(2);

//设置后面要进行绘制时所用的色彩

ccDrawColor4B(0, 255, 255, 255);

//这里使用了一个宏CC_DEGREES_TO_RADIANS把角度值转为弧度。转动了90度，目的是为了让中心连线垂直显示。

ccDrawCircle( ccp(s.width/2, s.height/2), 50, CC_DEGREES_TO_RADIANS(90), 50, true);

//继续检错

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

// 绘制多边形线框。

ccDrawColor4B(255, 255, 0, 255);

glLineWidth(10);

CCPoint vertices[] = { ccp(0,0), ccp(50,50), ccp(100,50), ccp(100,100), ccp(50,100) };

//这里绘制多边形线框函数，使用上面的顶点数组做为多边形线框的顶点位置，第二个参数为顶点数量，第三个参数指定是否首尾自动连接形成封闭线框。

//注：其实这个函数拆成两个函数比较好,一个是去掉最后一个参数的ccDrawPoly，用于绘制默认封闭的多边形线框。另一个ccDrawLineList用于绘制线段列。

ccDrawPoly( vertices, 5, false);

//继续检错

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

//绘制实体多边形

glLineWidth(1);

CCPoint filledVertices[] = { ccp(0,120), ccp(50,120), ccp(50,170), ccp(25,200), ccp(0,170) };

//这里绘制内部填充指定色彩的多边形

ccDrawSolidPoly(filledVertices, 5, ccc4f(0.5f, 0.5f, 1, 1 ) );

// 绘制封闭多边形线框，这里就是个三角形线框了。

ccDrawColor4B(255, 0, 255, 255);

glLineWidth(2);

CCPoint vertices2[] = { ccp(30,130), ccp(30,230), ccp(50,200) };

ccDrawPoly( vertices2, 3, true);

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

后面绘制贝塞尔曲线，要了解贝塞尔曲线，请在维基百科里学习一下

http://zh.wikipedia.org/zh-cn/貝茲曲線#.E4.BA.8C.E6.AC.A1.E6.96.B9.E8.B2.9D.E8.8C.B2.E6.9B.B2.E7.B7.9A

下面是绘制二次贝塞尔曲线，类似下图，图是从维基百科上找来的，恕我没那个能力画图了暂拿来用讲原理



[cpp] view
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//这个就是cocos2d-x2.0绘制二次贝塞尔曲线函数，三个参数分别如图中P0,P1,P2，不过在咱们这个例子中，正好与之上下镜像。最后一个是曲线构成所用的线段数,当然，线段数越多曲线越平滑。

ccDrawQuadBezier(ccp(0,s.height), ccp(s.width/2,s.height/2), ccp(s.width,s.height), 50);

//检错

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

然后是绘制高阶贝塞尔曲线，类似下图



[cpp] view
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//前四个参数应该对应的是P0,P1,P3,P4,图上的P2可以省去。最后一个是曲线构成所用的线段数。

ccDrawCubicBezier(ccp(s.width/2, s.height/2), ccp(s.width/2+30,s.height/2+50), ccp(s.width/2+60,s.height/2-50),ccp(s.width, s.height/2),100);

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

再继续

[cpp] view
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//绘制黄色实心四边形色块。

CCPoint vertices3[] = {ccp(60,160), ccp(70,190), ccp(100,190), ccp(90,160)};

ccDrawSolidPoly( vertices3, 4, ccc4f(1,1,0,1) );

// 重置绘制状态

glLineWidth(1);

ccDrawColor4B(255,255,255,255);

ccPointSize(1);

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

}

[cpp] view
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//启动场景

void DrawPrimitivesTestScene::runThisTest()

{

//用new 创建一个DrawPrimitivesTest实例对象做为场景中要显示的层。

CCLayer* pLayer = new DrawPrimitivesTest();

addChild(pLayer);

pLayer->release();

//替换当前正在运行的基它实例场景

CCDirector::sharedDirector()->replaceScene(this);

}

好吧，运行一下，看图：



一个一个来对照代码看一看，我们发现，其在调用ccPointSize进行点的大小设置时根本就不管用。 有点无语，可见这一版扣扣二弟放出来还是有点仓促~

大家先看罢，吾上WC下，一会儿见。

约过了五分钟………..

现在大家看懂照截图看懂代码了吧。那我们更深入一步吧。

既然画点有点问题咱就先看画点。在ccDrawPoint函数调用处加断点。F11进入CCDrawingPrimitives.cpp:

[cpp] view
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void ccDrawPoint( const CCPoint& point )

{

//Shader初始化函数，一会儿再解。

lazy_init();

//定义顶点变量，填充位置

ccVertex2F p;

p.x = point.x;

p.y = point.y;

//设置OpenGL在后面的渲染中用到顶点位置属性。

ccGLEnableVertexAttribs( kCCVertexAttribFlag_Position );

//这里对下面的渲染使用了Shader

s_pShader->use();

//设置Shader的输入参数：最终矩阵结果值(世界x观察x投影矩阵)。

s_pShader->setUniformForModelViewProjectionMatrix();

//设置Shader的输入参数:色彩。取s_tColor.r地址做为float4参数值的地址传入。实际Shader使用的是s_tColor的所有四个float值。

s_pShader->setUniformLocationWith4fv(s_nColorLocation, (GLfloat*) &s_tColor.r, 1);

//设置Shader的输入参数:点大小

s_pShader->setUniformLocationWith1f(s_nPointSizeLocation, s_fPointSize);

//将p设置为使用的顶点位置参数

glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, &p);

//绘制顶点数组，参1为要绘制的图形为点，参2为顶点起始索引，参3为顶点数量

glDrawArrays(GL_POINTS, 0, 1);

//渲染批次（DrawCall）统计

CC_INCREMENT_GL_DRAWS(1);

}

回头看lazy_init,作者命名lazy_init的原因难道是说：我懒，初始化的相关处理就不每次写了，放函数里用多省心~。


要看函数，先看文件最上部作者定义的静态变量。

[cpp] view
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static bool s_bInitialized = false; //用于标记是否初始化

static CCGLProgram* s_pShader = NULL; //Shader代码程式

static int s_nColorLocation = -1; //Shader输入色彩的变量位置索引

static ccColor4F s_tColor = {1.0f,1.0f,1.0f,1.0f}; //色彩值

static int s_nPointSizeLocation = -1; //Shader 输入的大小的变量位置索引

static GLfloat s_fPointSize = 1.0f; //大小值

然后分析这个函数：

[cpp] view
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static void lazy_init( void )

{

//如果尚未初始化，则进行初始化，已经初始化则略过

if( ! s_bInitialized ) {

//通过字符串参数找到所对应Shader文件的Shader代码程式

s_pShader = CCShaderCache::sharedShaderCache()->programForKey(kCCShader_Position_uColor);

//取得Shader对应变量"u_color"在程式片段中的位置索引，返回给s_nColorLocation。

s_nColorLocation = glGetUniformLocation( s_pShader->getProgram(), "u_color");

//检错

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

//取得Shader对应变量"u_pointSize"在程式片段中的位置索引,返回给s_nPointSizeLocation。

s_nPointSizeLocation = glGetUniformLocation( s_pShader->getProgram(), "u_pointSize");

//检错

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

//设置初始化完成

s_bInitialized = true;

}

}

lazy_init函数指明了当前这些绘制点，线，面所用的Shader为字符串变量kCCShader_Position_uColor所对应的Shader。在kCCShader_Position_uColor上按F12进入CCGLProgram.h，这里定义了不少字符串变量:

[cpp] view
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#define kCCShader_PositionTextureColor "ShaderPositionTextureColor"

#define kCCShader_PositionTextureColorAlphaTest "ShaderPositionTextureColorAlphaTest"

#define kCCShader_PositionColor "ShaderPositionColor"

#define kCCShader_PositionTexture "ShaderPositionTexture"

#define kCCShader_PositionTexture_uColor "ShaderPositionTexture_uColor"

#define kCCShader_PositionTextureA8Color "ShaderPositionTextureA8Color"

#define kCCShader_Position_uColor "ShaderPosition_uColor"

Shader程序在哪呢？我们追查一下CCShaderCache::sharedShaderCache()->programForKey函数。进入到CCShaderCache.cpp文件，这里有一个CCShaderCache类，顾名思义，Shader缓冲。代码不多，详细解之：

[cpp] view
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#ifndef __CCSHADERCACHE_H__

#define __CCSHADERCACHE_H__

//使用到目录相关处理类

#include "cocoa/CCDictionary.h"

//使用Cocos2d命名空间

NS_CC_BEGIN

//声明使用类CCGLProgram

class CCGLProgram;

//由CCObject派生类CCShaderCache

class CC_DLL CCShaderCache : public CCObject

{

public:

//构造函数

CCShaderCache();

//析构

virtual ~CCShaderCache();

//返回单件类实例指针

static CCShaderCache* sharedShaderCache();

//释放所管理的所有Shader代码片段

static void purgeSharedShaderCache();

//从相关文件载入默认的一些Shader代码片段

void loadDefaultShaders();

//从相关文件重新载入默认的一些Shader代码片段

void reloadDefaultShaders();

//从容器中查询指定名称的Shader代码片段

CCGLProgram * programForKey(const char* key);

//将一个Shader代码片段指定名称放入容器

void addProgram(CCGLProgram* program, const char* key);

private:

//初始化

bool init();

//按照顶点格式类型载入相应的Shader代码片段

void loadDefaultShader(CCGLProgram *program, int type);

//目录管理类

CCDictionary* m_pPrograms;

};

NS_CC_END

#endif /* __CCSHADERCACHE_H__ */

Cpp文件：

[cpp] view
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#include "CCShaderCache.h"

#include "CCGLProgram.h"

#include "ccMacros.h"

#include "ccShaders.h"

NS_CC_BEGIN

//枚举,Shader代码片段中的一些顶点格式类型

enum {

kCCShaderType_PositionTextureColor, //顶点格式为位置+纹理UV+材质色

kCCShaderType_PositionTextureColorAlphaTest, //顶点格式为顶点格式为位置+纹理UV+材质色+用于AlphaTest的ALPHA值

kCCShaderType_PositionColor,// 顶点格式为位置+材质色

kCCShaderType_PositionTexture, //顶点格式为位置+纹理UV

kCCShaderType_PositionTexture_uColor, //顶点格式为位置+纹理UV+材质色

kCCShaderType_PositionTextureA8Color, //顶点格式为位置+纹理UV+灰度

kCCShaderType_Position_uColor, //顶点格式为位置+材质色

kCCShaderType_MAX, //枚举结束值

};

//静态Shader缓冲指针

static CCShaderCache *_sharedShaderCache = 0;

//取得Shader缓冲单件实例指针

CCShaderCache* CCShaderCache::sharedShaderCache()

{

if (!_sharedShaderCache) {

_sharedShaderCache = new CCShaderCache();

if (!_sharedShaderCache->init())

{

CC_SAFE_DELETE(_sharedShaderCache);

}

}

return _sharedShaderCache;

}

//释放

void CCShaderCache::purgeSharedShaderCache()

{

//安全释放并置空

CC_SAFE_RELEASE_NULL(_sharedShaderCache);

}

//构造

CCShaderCache::CCShaderCache()

: m_pPrograms(0)

{

}

//析构

CCShaderCache::~CCShaderCache()

{

CCLOGINFO("cocos2d deallocing 0x%X", this);

m_pPrograms->release();

}

//初始化

bool CCShaderCache::init()

{

//创建目录管理器

m_pPrograms = new CCDictionary();

//从相关Shader文件载入默认的Shader代码片段

loadDefaultShaders();

return true;

}

//从相关Shader文件载入默认的Shader代码片段

void CCShaderCache::loadDefaultShaders()

{

//新建一个Shader代码片段

CCGLProgram *p = new CCGLProgram();

//通过类型枚举值kCCShaderType_PositionTextureColor加载相应的Shader文件到Shader代码片段中,这里是加载kCCShaderType_PositionTexture_uColor类型

loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTextureColor);

//将Shader代码片段与代码片段字符串名称进行绑定存入容器

m_pPrograms->setObject(p, kCCShader_PositionTextureColor);

p->release();

//同上,创建Shader代码片段并加载其它类型

p = new CCGLProgram();

loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTextureColorAlphaTest);

m_pPrograms->setObject(p, kCCShader_PositionTextureColorAlphaTest);

p->release();

//新建第三种Shader代码片段

p = new CCGLProgram();

loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionColor);

m_pPrograms->setObject(p, kCCShader_PositionColor);

p->release();

//新建第四种Shader代码片段

p = new CCGLProgram();

loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTexture);

m_pPrograms->setObject(p, kCCShader_PositionTexture);

p->release();

//新建第五种Shader代码片段

p = new CCGLProgram();

loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTexture_uColor);

m_pPrograms->setObject(p ,kCCShader_PositionTexture_uColor);

p->release();

//新建第六种Shader代码片段

p = new CCGLProgram();

loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTextureA8Color);

m_pPrograms->setObject(p, kCCShader_PositionTextureA8Color);

p->release();

//新建第七种Shader代码片段

p = new CCGLProgram();

loadDefaultShader(p, kCCShaderType_Position_uColor);

m_pPrograms->setObject(p, kCCShader_Position_uColor);

p->release();

}

//重新载入

void CCShaderCache::reloadDefaultShaders()

{

//通过字符串名称找到对应的Shader代码片段

//

CCGLProgram *p = programForKey(kCCShader_PositionTextureColor);

//重置

p->reset();

//重新载入

loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTextureColor);

// 同上,重新载入其它类型的Shader代码片段

p = programForKey(kCCShader_PositionTextureColorAlphaTest);

p->reset();

loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTextureColorAlphaTest);

p = programForKey(kCCShader_PositionColor);

p->reset();

loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionColor);

p = programForKey(kCCShader_PositionTexture);

p->reset();

loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTexture);

p = programForKey(kCCShader_PositionTexture_uColor);

p->reset();

loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTexture_uColor);

p = programForKey(kCCShader_PositionTextureA8Color);

p->reset();

loadDefaultShader(p, kCCShaderType_PositionTextureA8Color);

p = programForKey(kCCShader_Position_uColor);

p->reset();

loadDefaultShader(p, kCCShaderType_Position_uColor);

}

//按照顶点格式类型载入相应的Shader文件,组成代码片段

void CCShaderCache::loadDefaultShader(CCGLProgram *p, int type)

{

switch (type) {

case kCCShaderType_PositionTextureColor:

//顶点格式为位置+纹理UV+材质色

//从“ccShader_PositionTextureColor_vert.h”和“ccShader_PositionTextureColor_frag.h”中为Shader代码片段加载VS和PS

p->initWithVertexShaderByteArray(ccPositionTextureColor_vert, ccPositionTextureColor_frag);

//将Shader代码的输入位置参数名称与索引进行绑定

p->addAttribute(kCCAttributeNamePosition, kCCVertexAttrib_Position);

//将Shader代码的输入色彩参数名称与索引进行绑定

p->addAttribute(kCCAttributeNameColor, kCCVertexAttrib_Color);

//将Shader代码的输入纹理坐标参数名称与索引进行绑定

p->addAttribute(kCCAttributeNameTexCoord, kCCVertexAttrib_TexCoords);

break;

case kCCShaderType_PositionTextureColorAlphaTest:

//顶点格式为位置+纹理UV+材质色+用于AlphaTest的A通道

//从 p->initWithVertexShaderByteArray(ccPositionTextureColor_vert, ccPositionTextureColorAlphaTest_frag);

//将Shader代码的输入位置参数名称与索引进行绑定

p->addAttribute(kCCAttributeNamePosition, kCCVertexAttrib_Position);

//将Shader代码的输入色彩参数名称与索引进行绑定

p->addAttribute(kCCAttributeNameColor, kCCVertexAttrib_Color);

//将Shader代码的输入玟理坐标参数名称与索引进行绑定

p->addAttribute(kCCAttributeNameTexCoord, kCCVertexAttrib_TexCoords);

break;

case kCCShaderType_PositionColor:

//顶点格式为位置+材质色

p->initWithVertexShaderByteArray(ccPositionColor_vert ,ccPositionColor_frag);

//将Shader代码的输入位置参数名称与索引进行绑定 p->addAttribute(kCCAttributeNamePosition, kCCVertexAttrib_Position);

//将Shader代码的输入色彩参数名称与索引进行绑定p->addAttribute(kCCAttributeNameColor, kCCVertexAttrib_Color);

break;

case kCCShaderType_PositionTexture:

//顶点格式为位置+纹理坐标p->initWithVertexShaderByteArray(ccPositionTexture_vert ,ccPositionTexture_frag);

//将Shader代码的输入位置参数名称与索引进行绑定

p->addAttribute(kCCAttributeNamePosition, kCCVertexAttrib_Position);

//将Shader代码的输入色彩参数名称与索引进行绑定

p->addAttribute(kCCAttributeNameTexCoord, kCCVertexAttrib_TexCoords);

break;

case kCCShaderType_PositionTexture_uColor:

//顶点格式为位置+纹理坐标p->initWithVertexShaderByteArray(ccPositionTexture_uColor_vert, ccPositionTexture_uColor_frag);

//将Shader代码的输入位置参数名称与索引进行绑定

p->addAttribute(kCCAttributeNamePosition, kCCVertexAttrib_Position);

//将Shader代码的输入纹理坐标参数名称与索引进行绑定

p->addAttribute(kCCAttributeNameTexCoord, kCCVertexAttrib_TexCoords);

break;

case kCCShaderType_PositionTextureA8Color:

//顶点格式为位置+灰度值p->initWithVertexShaderByteArray(ccPositionTextureA8Color_vert, ccPositionTextureA8Color_frag);

//将Shader代码的输入位置参数名称与索引进行绑定

p->addAttribute(kCCAttributeNamePosition, kCCVertexAttrib_Position);

//将Shader代码的输入色彩参数名称与索引进行绑定

p->addAttribute(kCCAttributeNameColor, kCCVertexAttrib_Color);

//将Shader代码的输入纹理坐标参数名称与索引进行绑定

p->addAttribute(kCCAttributeNameTexCoord, kCCVertexAttrib_TexCoords);

break;

case kCCShaderType_Position_uColor:

p->initWithVertexShaderByteArray(ccPosition_uColor_vert, ccPosition_uColor_frag);

//将Shader代码的输入位置参数名称与索引进行绑定

p->addAttribute("aVertex", kCCVertexAttrib_Position);

break;

default:

//如果是其它打印错误

CCLOG("cocos2d: %s:%d, error shader type", __FUNCTION__, __LINE__);

return;

}

//将VS与PS进行连接

p->link();

//更新输入参数

p->updateUniforms();

//检错

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

}

//通过字符串键值查询出相应的Shader代码片段。

CCGLProgram* CCShaderCache::programForKey(const char* key)

{

return (CCGLProgram*)m_pPrograms->objectForKey(key);

}

//将一个新的Shader代码片段设置字符串键值存储到容器中

void CCShaderCache::addProgram(CCGLProgram* program, const char* key)

{

m_pPrograms->setObject(program, key);

}

NS_CC_END

好了，从这个文件我们可以知道。Shader缓冲类是对游戏中用到的Shader文件和代码片段进行统一的管理。

看明白了，自然找一下相应的Shader文件。

可以在ccShaders.cpp中的相应VS,PS的名称上右键弹出菜单第一项打开相应的Shader文件，也可以到Cocos2d-x解压目录下的cocos2dx\shaders目录下找到这些h文件，文件不多，那既然画点，线，面用到的Shader是"ShaderPosition_uColor",在CCShaderCache::loadDefaultShader函数中我们得知其对应的VS文件是：ccShader_Position_uColor_vert.h,PS文件是：ccShader_Position_uColor_frag.h

注：作者用.h来做为扩展名，其实这个用什么做扩展名都无所谓，总之是文本形式的文件就OK！

我们找来看一下：ccShader_Position_uColor_vert.h:

[html] view
plaincopy

attribute vec4 a_position; //定义vec4接口变量a_position

uniform mat4 u_MVPMatrix; //传入mat4参数u_MVPMatrix，World矩阵乘View矩阵乘Proj矩阵的累积矩阵

uniform vec4 u_color; //传入vec4参数u_color,用于色彩

uniform float u_pointSize; //传入float 参数u_pointSize,用于点的大小

//如果使用的是OpenGL的ES版本，使用低精度的vec4变量 v_fragmentColor

#ifdef GL_ES

varying lowp vec4 v_fragmentColor;

#else

//如果使用的是OpenGL，使用高精度的vec4变量 v_fragmentColor

varying vec4 v_fragmentColor;

#endif

//VS的入口函数

void main()

{

//顶点x矩阵u_MVPMatrix，将结果设置为VS返回屏幕最终显示位置

gl_Position = u_MVPMatrix * a_position;

//使用变量v_fragmentColor设置为VS输出的顶点大小

gl_PointSize = u_pointSize;

//设置色彩变量值

v_fragmentColor = u_color;

}

";

ccShader_Position_uColor_frag.h:

[html] view
plaincopy

//如果使用的是OpenGL的ES版本，float精度设为低精度

#ifdef GL_ES

precision lowp float;

#endif

//这里vec4变量 v_fragmentColor，跟据OpenGL版本选择使用精度。

varying vec4 v_fragmentColor;

//PS的入口函数

void main()

{

//使用变量v_fragmentColor设为Opengl的PS输出色彩值

gl_FragColor = v_fragmentColor;

}

";

前边我们说过，此例程有个BUG。虽然传入了点的大小，但是实际却没有设置成功。作者应该是忘了在渲染前打开启用VS顶点大小功能，回到DrawPrimitivesTest.cpp，把开启和闭闭VS顶点大小的代码加上：

[cpp] view
plaincopy

// 设置点大小64

ccPointSize(64);

//半透明的的蓝色

ccDrawColor4B(0,0,255,128);

//glEnable(GL_POINT_SPRITE_ARB);加上此句为正方形,否则为圆形

//此处启用VS顶点大小功能

glEnable(GL_VERTEX_PROGRAM_POINT_SIZE);

//绘制点

ccDrawPoint( ccp(s.width / 2, s.height / 2) );

//检错

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

// 绘制四个点

CCPoint points[] = { ccp(60,60), ccp(70,70), ccp(60,70), ccp(70,60) };

//点大小为4

ccPointSize(4);

//纯青色

ccDrawColor4B(0,255,255,255);

//绘制四个点

ccDrawPoints( points, 4);

//此处关闭VS顶点大小功能

glDisable(GL_VERTEX_PROGRAM_POINT_SIZE);

//glDisable(GL_POINT_SPRITE_ARB);

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

可以看到中心的半透明蓝色圆点和左下方四个小青圆点。



看完ccDrawPoint函数，我们重新进入 CCDrawingPrimitives.cpp看其它的绘制图形函数：

[cpp] view
plaincopy

//绘制多个点

//参1为顶点位置数组

//参2为顶点数量

void ccDrawPoints( const CCPoint *points, unsigned int numberOfPoints )

{

//初始化

lazy_init();

//Shader使用顶点位置属性

ccGLEnableVertexAttribs( kCCVertexAttribFlag_Position );

//后面的渲染应用Shader

s_pShader->use();

//设置Shader中的最终结果矩阵参数

s_pShader->setUniformForModelViewProjectionMatrix();

//设置Shader中的色彩参数，取s_tColor.r地址做为float4参数值的地址传入。实际Shader使用的是s_tColor的所有四个float值。

s_pShader->setUniformLocationWith4fv(s_nColorLocation, (GLfloat*) &s_tColor.r, 1);

//设置Shader中的大小参数

s_pShader->setUniformLocationWith1f(s_nPointSizeLocation, s_fPointSize);

//这里创建顶点位置数组，用于存储指定数量的顶点位置。这段代码放在这个位置有问题。看下一句分析。

ccVertex2F* newPoints = new ccVertex2F[numberOfPoints];

//如果是32位的系统（Iphone和32位Windows）,这里似乎应该使用一个全局变量

if( sizeof(CCPoint) == sizeof(ccVertex2F) )

{

//将参数指向的顶点位置数据与位置属性进行绑定

glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, points);

}

else

{

//ccVertex2F* newPoints = new ccVertex2F[numberOfPoints]应该放在这里更好。因为如果是32位系统，则根本没有必要创建顶点数组。同样把后面的CC_SAFE_DELETE_ARRAY(newPoints);放在这个else的大括号内。

// 如果是64位的系统,则遍历填充数据

for( unsigned int i=0; i<numberOfPoints;i++) {

newPoints[i].x = points[i].x;

newPoints[i].y = points[i].y;

}

//将新创建的顶点位置数组与位置属性进行绑定

glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, newPoints);

}

//绘制顶点数组，参1为要绘制的图形为点，参2为顶点起始索引，参3为顶点数量

glDrawArrays(GL_POINTS, 0, (GLsizei) numberOfPoints);

//释放申请的顶点数组占用内存。各位看官，这里可以研讨一下：我个人对在渲染时new这样一个数组后又delete的做法是感觉比较不妥的，可能产生碎片。如果没有多线程渲染，倒是不如直接在开始时就创建好一个固定长的数组，这里直接使用。缺点当然是定长可能会有浪费，但是所有渲染函数可以共用，避免了申请内存的时间开销，效率非常高，而且存的数据不多，占用不了太多的内存。

CC_SAFE_DELETE_ARRAY(newPoints);

//统计渲染调用次数

CC_INCREMENT_GL_DRAWS(1);

}

//画线函数

//参1:起点位置

//参2:终点位置

void ccDrawLine( const CCPoint& origin, const CCPoint& destination )

{

//初始化

lazy_init();

//定义2个顶点的位置数组

ccVertex2F vertices[2] = {

{origin.x, origin.y},

{destination.x, destination.y}

};

//设定后面的渲染使用Shader

s_pShader->use();

//检错

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

//设置Shader中的最终结果矩阵参数

s_pShader->setUniformForModelViewProjectionMatrix();

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

//设置Shader中的色彩参数，取s_tColor.r地址做为float4参数值的地址传入。实际Shader使用的是s_tColor的所有四个float值。

s_pShader->setUniformLocationWith4fv(s_nColorLocation, (GLfloat*) &s_tColor.r, 1);

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

//设置Shader中的大小参数

s_pShader->setUniformLocationWith1f(s_nPointSizeLocation, s_fPointSize);

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

//Shader使用顶点位置属性

ccGLEnableVertexAttribs( kCCVertexAttribFlag_Position );

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

//将新创建的顶点位置数组与位置属性进行绑定

glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vertices);

CHECK_GL_ERROR_DEBUG();

//绘制顶点数组，参1为要绘制的图形为线段，参2为顶点起始索引，参3为顶点数量

glDrawArrays(GL_LINES, 0, 2);

//统计渲染调用次数

CC_INCREMENT_GL_DRAWS(1);

}

//绘制矩形线框

//参1:左下角位置点

//参2:右上角位置点

void ccDrawRect( CCPoint origin, CCPoint destination )

{

//绘制四条边，这样写倒是简单，不过效率不高，因为需要设多次渲染状态并渲染调用多次。不如在这里创建顶点数组调ccDrawPoly 效率高，设一次渲染状态，调用一次渲染处理就OK了。

ccDrawLine(CCPointMake(origin.x, origin.y), CCPointMake(destination.x, origin.y));

ccDrawLine(CCPointMake(destination.x, origin.y), CCPointMake(destination.x, destination.y));

ccDrawLine(CCPointMake(destination.x, destination.y), CCPointMake(origin.x, destination.y));

ccDrawLine(CCPointMake(origin.x, destination.y), CCPointMake(origin.x, origin.y));

}

//绘制实心矩形

//参1:左下角位置点

//参2:右上角位置点

//参3:填充色彩

void ccDrawSolidRect( CCPoint origin, CCPoint destination, ccColor4F color )

{

//创建四个顶点的位置数组

CCPoint vertices[] = {

origin,

ccp(destination.x, origin.y),

destination,

ccp(origin.x, destination.y)

};

//使用顶点位置数组做为参数调用绘制填充多边形

ccDrawSolidPoly(vertices, 4, color );

}

//绘制多线形线框

//参1:顶点位置数组

//参2:顶点数组中的顶点数量

//参3:是否封闭，即是否首尾相连

void ccDrawPoly( const CCPoint *poli, unsigned int numberOfPoints, bool closePolygon )

{

//初始化

lazy_init();

//设定后面的渲染使用Shader

s_pShader->use();

//设置Shader中的最终结果矩阵参数

s_pShader->setUniformForModelViewProjectionMatrix();

//设置Shader中的顶点色彩参数

s_pShader->setUniformLocationWith4fv(s_nColorLocation, (GLfloat*) &s_tColor.r, 1);

//Shader使用顶点位置属性

ccGLEnableVertexAttribs( kCCVertexAttribFlag_Position );

//无奈，又把new放判断外边了。

ccVertex2F* newPoli = new ccVertex2F[numberOfPoints];

//32位系统，实际用不到newPoli ,将参数poli与顶点位置属性绑定即可

if( sizeof(CCPoint) == sizeof(ccVertex2F) )

glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, poli);

else

{

//64位系统，填充一下数据

for( unsigned int i=0; i<numberOfPoints;i++) {

newPoli[i].x = poli[i].x;

newPoli[i].y = poli[i].y;

}

//将newPoli与顶点位置属性绑定

glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, newPoli);

}

//是否首尾相连

if( closePolygon )

glDrawArrays(GL_LINE_LOOP, 0, (GLsizei) numberOfPoints);

else

glDrawArrays(GL_LINE_STRIP, 0, (GLsizei) numberOfPoints);

//释放申请的顶点位置数组

CC_SAFE_DELETE_ARRAY(newPoli);

//统计渲染调用次数

CC_INCREMENT_GL_DRAWS(1);

}

//绘制填充色彩的多边形

//参1:顶点数组

//参2:顶点数量

//参3:色彩值

void ccDrawSolidPoly( const CCPoint *poli, unsigned int numberOfPoints, ccColor4F color )

{

//初始化

lazy_init();

//初始化

lazy_init();

//设定后面的渲染使用Shader

s_pShader->use();

//设置Shader中的最终结果矩阵参数

s_pShader->setUniformForModelViewProjectionMatrix();

//设置Shader中的顶点色彩参数

s_pShader->setUniformLocationWith4fv(s_nColorLocation,(GLfloat*) &s_tColor.r, 1);

//Shader使用顶点位置属性

ccGLEnableVertexAttribs( kCCVertexAttribFlag_Position );

//不说了，你懂的

ccVertex2F* newPoli = new ccVertex2F[numberOfPoints];

if( sizeof(CCPoint) == sizeof(ccVertex2F) )

{

glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, poli);

}

else

{

// Mac on 64-bit

for( unsigned int i=0; i<numberOfPoints;i++)

{

newPoli[i] = vertex2( poli[i].x, poli[i].y );

}

glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, newPoli);

}

//这里参数1改为GL_TRIANGLE_FAN，即按扇面顺序方式绘制三角形。

glDrawArrays(GL_TRIANGLE_FAN, 0, (GLsizei) numberOfPoints);

//你懂的

CC_SAFE_DELETE_ARRAY(newPoli);

CC_INCREMENT_GL_DRAWS(1);

}

//绘制圆,在画圆算法中，圆其实是由多个小线段连线构成的封闭多边形线框。段数直多，就越像圆。

//参1:圆心位置

//参2:半径

//参3:圆在逆时针方向的转动角度

//参4:段数

//参5:是否在段起止点处向圆心连线

void ccDrawCircle( const CCPoint& center, float radius, float angle, unsigned int segments, bool drawLineToCenter)

{

//初始化

lazy_init();

//这里设变量additionalSegment为增加段的数量，默认为1。即用来做最后尾部与首部相连以形成封闭线框的线段。

int additionalSegment = 1;

//如果在段起止点处向圆心连线，就再加一条线段。

if (drawLineToCenter)

additionalSegment++;

//通过圆周的弧度除以段数计算每个段所跨的弧度

const float coef = 2.0f * (float)M_PI/segments;

//申请相应的顶点数组，纳闷了这里为什么不用ccVertex2F而使用GLfloat来存顶点的位置，因为一个顶点的位置是二维点，有x,y两个float值才能表示。所以这里在计算内存大小时乘2,段数值它这里用了最大可能情况值(segments + 2),也可以改为segments + additionalSegment，这样如果不在段起止点处向圆心连线，内存申请会小一点，但后面储存圆心也需要做改动处理。

GLfloat *vertices = (GLfloat*)calloc( sizeof(GLfloat)*2*(segments+2), 1);

if( ! vertices )

return;

//for循环每一个段设置顶点位置

for(unsigned int i = 0;i <= segments; i++) {

float rads = i*coef;

GLfloat j = radius * cosf(rads + angle) + center.x;

GLfloat k = radius * sinf(rads + angle) + center.y;

vertices[i*2] = j;

vertices[i*2+1] = k;

}

//存储圆心,这里也可以改动一下效率更好，判断一下additionalSegment是否大于1才处理。

vertices[(segments+1)*2] = center.x;

vertices[(segments+1)*2+1] = center.y;

//你懂的，亲~

s_pShader->use();

s_pShader->setUniformForModelViewProjectionMatrix();

s_pShader->setUniformLocationWith4fv(s_nColorLocation, (GLfloat*) &s_tColor.r, 1);

ccGLEnableVertexAttribs( kCCVertexAttribFlag_Position );

glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vertices);

//这里参数1指定按GL_LINE_STRIP顺序方式绘制线段。

glDrawArrays(GL_LINE_STRIP, 0, (GLsizei) segments+additionalSegment);

//你懂的~

free( vertices );

CC_INCREMENT_GL_DRAWS(1);

}

//绘制二次贝塞尔曲线

//参1:起点

//参2:控制点

//参3:结束点

//参4:构成曲线的线段数

void ccDrawQuadBezier(const CCPoint& origin, const CCPoint& control, const CCPoint& destination, unsigned int segments)

{

//初始化

lazy_init();

//创建顶点数组

ccVertex2F* vertices = new ccVertex2F[segments + 1];

//遍历每一段，用计算公式计算点的位置

float t = 0.0f;

for(unsigned int i = 0; i < segments; i++)

{

vertices[i].x = powf(1 - t, 2) * origin.x + 2.0f * (1 - t) * t * control.x + t * t * destination.x;

vertices[i].y = powf(1 - t, 2) * origin.y + 2.0f * (1 - t) * t * control.y + t * t * destination.y;

t += 1.0f / segments;

}

//目标点

vertices[segments].x = destination.x;

vertices[segments].y = destination.y;

//使用Shader进行渲染

s_pShader->use();

s_pShader->setUniformForModelViewProjectionMatrix();

s_pShader->setUniformLocationWith4fv(s_nColorLocation, (GLfloat*) &s_tColor.r, 1);

ccGLEnableVertexAttribs( kCCVertexAttribFlag_Position );

glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vertices);

//这里参数1指定按GL_LINE_STRIP顺序方式绘制线段。

glDrawArrays(GL_LINE_STRIP, 0, (GLsizei) segments + 1);

CC_SAFE_DELETE_ARRAY(vertices);

CC_INCREMENT_GL_DRAWS(1);

}

//绘制默认曲率的基数样条。关于基数样条可以参看：http://technet.microsoft.com/zh-cn/4cf6we5y(v=vs.85)

//基数样条是一连串单独的曲线，这些曲线连接起来形成一条较大的曲线。 样条由点的数组和张力参数指定。 基数样条平滑地经过数组中的每个点；曲线的陡度上没有尖角和突然的变化。 下面的插图显示了一组点和经过这一组点中每一点的基数样条。

//参1:顶点位置数组

//参2:构成曲线的线段数

void ccDrawCatmullRom( CCPointArray *points, unsigned int segments )

{

ccDrawCardinalSpline( points, 0.5f, segments );

}

//绘制可指定曲率的基数样条

//参1:顶点位置数组

//参2:曲率

//参3:构成曲线的线段数

void ccDrawCardinalSpline( CCPointArray *config, float tension, unsigned int segments )

{

lazy_init();

ccVertex2F* vertices = new ccVertex2F[segments + 1];

unsigned int p;

float lt;

float deltaT = 1.0f / config->count();

for( unsigned int i=0; i < segments+1;i++) {

float dt = (float)i / segments;

// border

if( dt == 1 ) {

p = config->count() - 1;

lt = 1;

} else {

p = dt / deltaT;

lt = (dt - deltaT * (float)p) / deltaT;

}

// Interpolate

CCPoint pp0 = config->getControlPointAtIndex(p-1);

CCPoint pp1 = config->getControlPointAtIndex(p+0);

CCPoint pp2 = config->getControlPointAtIndex(p+1);

CCPoint pp3 = config->getControlPointAtIndex(p+2);

CCPoint newPos = ccCardinalSplineAt( pp0, pp1, pp2, pp3, tension, lt);

vertices[i].x = newPos.x;

vertices[i].y = newPos.y;

}

s_pShader->use();

s_pShader->setUniformForModelViewProjectionMatrix();

s_pShader->setUniformLocationWith4fv(s_nColorLocation, (GLfloat*)&s_tColor.r, 1);

ccGLEnableVertexAttribs( kCCVertexAttribFlag_Position );

glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vertices);

glDrawArrays(GL_LINE_STRIP, 0, (GLsizei) segments + 1);

CC_SAFE_DELETE_ARRAY(vertices);

CC_INCREMENT_GL_DRAWS(1);

}

在本例程中，没有展示基数样条，我稍做了下改动,在绘制图形的函数加入了:

[cpp] view
plaincopy

//这里创建5个顶点

CCPointArray* tpSplinePtArray = CCPointArray::arrayWithCapacity(5);

//填充顶点

tpSplinePtArray->addControlPoint(ccp(0, 0));

tpSplinePtArray->addControlPoint(ccp(60,100));

tpSplinePtArray->addControlPoint(ccp(250,200));

tpSplinePtArray->addControlPoint(ccp(350,100));

tpSplinePtArray->addControlPoint(ccp(450,280));

//用默认曲率绘制段数为50的绿色基数样条

ccDrawColor4B(0,255,0,255);

ccDrawCatmullRom(tpSplinePtArray,50);

//重置绘制参数值

glLineWidth(1);

ccDrawColor4B(255,255,255,255);

ccPointSize(1);

运行后可以看到多了一条绿色基数样条。



然后继续：

[cpp] view
plaincopy

//绘制高阶贝赛尔曲线

//参1:起点

//参2:控制点1

//参3:控制点2

//参4:结束度

//参5:构成曲线的线段数

void ccDrawCubicBezier(const CCPoint& origin, const CCPoint& control1, const CCPoint& control2, const CCPoint& destination, unsigned int segments)

{

lazy_init();

ccVertex2F* vertices = new ccVertex2F[segments + 1];

float t = 0;

for(unsigned int i = 0; i < segments; i++)

{

vertices[i].x = powf(1 - t, 3) * origin.x + 3.0f * powf(1 - t, 2) * t * control1.x + 3.0f * (1 - t) * t * t * control2.x + t * t * t * destination.x;

vertices[i].y = powf(1 - t, 3) * origin.y + 3.0f * powf(1 - t, 2) * t * control1.y + 3.0f * (1 - t) * t * t * control2.y + t * t * t * destination.y;

t += 1.0f / segments;

}

vertices[segments].x = destination.x;

vertices[segments].y = destination.y;

s_pShader->use();

s_pShader->setUniformForModelViewProjectionMatrix();

s_pShader->setUniformLocationWith4fv(s_nColorLocation, (GLfloat*) &s_tColor.r, 1);

ccGLEnableVertexAttribs( kCCVertexAttribFlag_Position );

glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vertices);

glDrawArrays(GL_LINE_STRIP, 0, (GLsizei) segments + 1);

CC_SAFE_DELETE_ARRAY(vertices);

CC_INCREMENT_GL_DRAWS(1);

}

//设置静态色彩变量值s_tColor，因为很多绘制图形函数都用到这个值做为色彩参数传入Shader,故要更改色彩，在渲染前调用此函数进行设置即可。这里参数分别代表r,g,b,a,用0.0~1.0来表示0~255的值

void ccDrawColor4F( GLfloat r, GLfloat g, GLfloat b, GLfloat a )

{

s_tColor.r = r;

s_tColor.g = g;

s_tColor.b = b;

s_tColor.a = a;

}

//设置代表顶点大小的静态变量值，用于渲染点时传入Shader

void ccPointSize( GLfloat pointSize )

{

s_fPointSize = pointSize * CC_CONTENT_SCALE_FACTOR();

}

//设置静态色彩变量值s_tColor，这里参数用0~255。

void ccDrawColor4B( GLubyte r, GLubyte g, GLubyte b, GLubyte a )

{

s_tColor.r = r/255.0f;

s_tColor.g = g/255.0f;

s_tColor.b = b/255.0f;

s_tColor.a = a/255.0f;

}

另外，改动两个Cocos2d-x的底层代码：在cocos2dx目录的CCDrawingPrimitives.cpp中

增加线宽：左边是原代码，右边是改后代码



优化画圆



好啦，啰啰嗦嗦总算是把这一章讲完了，希望大家学有所用。下次再见！