IOS 中openGL使用教程2（openGL ES 入门篇 | 绘制一个多边形）

在上一篇我们学习了如何搭建IOS下openGL的开发环境，接下来我们来学习如何绘制一个多边形。

在2.0之前，es的渲染采用的是固定管线，何为固定管线，就是一套固定的模板流程，局部坐标变换 -> 世界坐标变换 ->观察坐标变换->背面消除->光照->裁剪->投影->视口计算->光栅化，程序员只需要调用固定的api修改一些配置参数就可以完成整个渲染流程了。而到了2.0，固定管线改成了可编程管线，我们对整个渲染流程可以再编程，没有固定的api给你调用，一切都依靠shader来完成。那么什么是shader呢：

Shader分为顶点着色器（Vertex Shader）和片段着色器（Fragment Shader）。其中Vertex Shader主要负责顶点的几何关系等的运算，Pixel Shader主要负责片源颜色等的计算。

我们使用的是openGLES2.0。因此必然会用到shader，shader使用OpenGL着色语言(GLSL―OpenGL Shading Language)编写，在这里就不仔细介绍。

首先，设置好缓存

　GLuint _renderBuffer;
　GLuint _frameBuffer;

glGenRenderbuffers(1, &_renderBuffer);
glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, _renderBuffer);
[_eaglContext renderbufferStorage:GL_RENDERBUFFER fromDrawable:  (id<EAGLDrawable>)self.layer];

glGenFramebuffers(1, &_frameBuffer);
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, _frameBuffer);
glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER,
GL_COLOR_ATTACHMENT0,
GL_RENDERBUFFER,
_renderBuffer);

在设置缓存之前，最好先清理一次，避免重复设置

if (_frameBuffer) {
glDeleteFramebuffers(1, &_frameBuffer);
_frameBuffer = 0;
}

if (_renderBuffer) {
glDeleteRenderbuffers(1, &_renderBuffer);
_renderBuffer = 0;
}

设置好缓存之后开始编译着色器，基本上编译着色器的步骤都是固定，图像处理，滤镜实现基本都是通过着色器来完成。以下是编译着色器的代码。

GLuint _program;
GLunit _positionSlot;
_program = [MTShaderOperations compileShaders:@"Vertex"
shaderFragment:@"Fragment"];
glUseProgram(_program);
_positionSlot = glGetAttribLocation(_program, "Position");

glUseProgram(_program);

//绑定着色器中的参数

_positionSlot = glGetAttribLocation(_program, "Position");

+ (GLuint)compileShaders:(NSString *)shaderVertex shaderFragment:(NSString *)shaderFragment {
// 1 vertex和fragment两个shader都要编译
GLuint vertexShader = [MTShaderOperations compileShader:shaderVertex withType:GL_VERTEX_SHADER];
GLuint fragmentShader = [MTShaderOperations compileShader:shaderFragment withType:GL_FRAGMENT_SHADER];

// 2 连接vertex和fragment shader成一个完整的program
GLuint _glProgram = glCreateProgram();
glAttachShader(_glProgram, vertexShader);
glAttachShader(_glProgram, fragmentShader);

// link program
glLinkProgram(_glProgram);

// 3 check link status
GLint linkSuccess;
glGetProgramiv(_glProgram, GL_LINK_STATUS, &linkSuccess);
if (linkSuccess == GL_FALSE) {
GLchar messages[256];
glGetProgramInfoLog(_glProgram, sizeof(messages), 0, &messages[0]);
NSString *messageString = [NSString stringWithUTF8String:messages];
NSLog(@"%@", messageString);
exit(1);
}
return _glProgram;
}

+ (GLuint)compileShader:(NSString*)shaderName withType:(GLenum)shaderType {
// 1 查找shader文件
NSString* shaderPath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:shaderName ofType:@"glsl"];
NSError* error;
NSString* shaderString = [NSString stringWithContentsOfFile:shaderPath encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
if (!shaderString) {
NSLog(@"Error loading shader: %@", error.localizedDescription);
exit(1);
}

// 2 创建一个代表shader的OpenGL对象, 指定vertex或fragment shader
GLuint shaderHandle = glCreateShader(shaderType);

// 3 获取shader的source
const char* shaderStringUTF8 = [shaderString UTF8String];
int shaderStringLength = (int)[shaderString length];
glShaderSource(shaderHandle, 1, &shaderStringUTF8, &shaderStringLength);

// 4 编译shader
glCompileShader(shaderHandle);

// 5 查询shader对象的信息
GLint compileSuccess;
glGetShaderiv(shaderHandle, GL_COMPILE_STATUS, &compileSuccess);
if (compileSuccess == GL_FALSE) {
GLchar messages[256];
glGetShaderInfoLog(shaderHandle, sizeof(messages), 0, &messages[0]);
NSString *messageString = [NSString stringWithUTF8String:messages];
NSLog(@"%@", messageString);
exit(1);
}

return shaderHandle;
}

当然，要编译着色器，首先我们要写好着色器代码。绘制多边形的着色器代码十分简单，如果有不懂得童鞋可以参考OpenGL着色语言(GLSL―OpenGL Shading Language)

新建一个empty文件，然后将后缀改成glsh就可以开始写着色器代码了。

Vertex Shader代码如下：

attribute vec4 Position;

void main(void)
{
gl_Position = Position;

}

Fragment Shader代码如下

void main(void)
{

gl_FragColor = vec4(0，1，1, 1.0);
}

编译好着色器之后，我们就可以开始绘制图形了，在这里要注意的是在openGLES中只能画三角形，所有的图形都是由三角形组成的。

还有，在定义顶点时要注意openGL中的坐标系不同于UIKit。

首先定义顶点数组

const GLfloat vertices[] = {
-1, -1, 0,   //左下
1,  -1, 0,   //右下
-1, 1,  0,   //左上
1,  1,  0 }; //右上

绘制图形

//传入顶点参数

glVertexAttribPointer(_positionSlot, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vertices);

glEnableVertexAttribArray(_positionSlot);

//绘制多边形

glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);

在上面我们画出了多边形，这个多边形是顶点数组按照顺序画出所有的三角形，在不少情况下，并不能符合我们的要求。我们可以试着将上面最后一句改成

glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 1, 4);

得到的图像如下



由于openGL只能画三角形，因此在顶点数组中，顶点按照怎样的顺序链接十分重要。因此在openGLES中提供了另一个方法。

//定义索引数组
const GLubyte indices[] = {
0,1,2,
1,2,3
};

//根据索引数组的顺序画出多边形

glDrawElements(GL_TRIANGLES, sizeof(indices)/sizeof(indices[0]), GL_UNSIGNED_BYTE, indices);

这样我们就画出了一个四边形，其他多边形也是一样的步骤。

下一篇章我们会讲如何传入一个纹理，敬请期待。