版本記錄
| 版本號 | 時間 |
|---|---|
| V1.0 | 2017.07.22 |
前言
OpenGL 圖形庫項目中一直也沒用過，最近也想學著使用這個圖形庫，感覺還是很有意思，也就自然想著好好的總結一下。首先要給大家介紹個學習網站。
1. 歡迎來到OpenGL的世界
2.系列教程
3.教程代碼
4.落影簡書
OpenGL ES基礎
OpenGL ES是一套多功能開放標準的用于嵌入系統的C-based的圖形庫，用于2D和3D數據的可視化。OpenGL被設計用來轉換一組圖形調用功能到底層圖形硬件（GPU），由GPU執行圖形命令，用來實現復雜的圖形操作和運算，從而能夠高性能、高幀率利用GPU提供的2D和3D繪制能力。
OpenGL ES規范本身不定義繪制表面和繪制窗口，因此ios為了使用它必須提供和創建一個OpenGL ES的呈現環境，創建和配置存儲繪制命令結果的framebuffer 及創建和配置一個或多個呈現目標。在 iOS中使用EAGL提供的EAGLContext類 來實現和提供一個呈現環境，用來保持OpenGLES使用到的硬件狀態。 EAGL是一個Objective-C API，提供使OpenGL ES與Core Animation和UIKIT集成的接口。
在調用任何OpenGL ES 功能之前必須首先初始化一個EAGLContext 對象。每一個iOS應用的每一個線程都有一個當前context，在調用OpenGLES函數時，使用或改變此context中的狀態。EAGLContext的類方法setCurrentContext:用來設置當前線程的當前context。EAGLContext 的類方法currentContext返回當前線程的當前context。在切換相同線程的兩個上下文之前，必須調用glFlush函數來確保先前已提交的命令被提交到圖形硬件中。
可以采用不同的方式使用OpenGL ES以便呈現OpenGL ES內容到不同的目標：GLKit和CAEAGLLayer。為了創建全屏幕的視圖或使OpenGL ES
內容與UIKit視圖集成，可以使用GLKit。在使用GLKit時，GLKit提供的類GLKView類本身實現呈現目標及創建和維護一個framebuffer。
為了使OpenGL ES內容作為一個Core Animation層的部分內容時，可以使用CAEAGLLayer 作為呈現目標，并需要另外創建framebuffer以及自己實現和控制整個繪制流程。
GLKit是一組objective-c 類，為使用OpenGL ES 提供一個面向對象接口，用來簡化OpenGL ES應用的開發。GLKit支持四個3D應用開發的關鍵領域：
-
GLKView和GLKViewController類提供一個標準的OpenGL ES視圖和相關聯的呈現循環。GLKView可以作為OpenGL ES內容的呈現目標，GLKViewController提供內容呈現的控制和動畫。視圖管理和維護一個framebuffer，應用只需在framebuffer進行繪畫即可。 -
GLKTextureLoader為應用提供從iOS支持的各種圖像格式的源自動加載紋理圖像到OpenGL ES圖像環境的方式，并能夠進行適當的轉換，并支持同步和異步加載方式。 - 數學運算庫，提供向量、矩陣、四元數的實現和矩陣堆棧操作等
OpenGL ES 1.1功能。 -
Effect效果類提供標準的公共著色效果的實現。能夠配置效果和相關的頂點數據，然后創建和加載適當的著色器。GLKit包括三個可配置著色效果類：GLKBaseEffect實現OpenGL ES 1.1規范中的關鍵的燈光和材料模式，GLKSkyboxEffect提供一個skybox效果的實現，GLKReflectionMapEffect在GLKBaseEffect基礎上包括反射映射支持。
GLKView和OpenGL ES繪制過程
使用GLKView和OpenGLES進行繪制過程：
創建一個
GLKView對象。
GLKView對象可以編程或使用Interface Builder來創建和配置。在采用編程方式時，首先創建一個context然后調用initWithFrame:context:方法。使用Interface Builder方式時，在從storyboard加載一個GLKView后，創建一個context和設置它作為視圖的context屬性。在iOS中GLKit的使用需要創建OpenGL ES 2.0以上的圖形環境context。GLKit視圖自動創建和配置它所有的OpenGLES framebuffer對象和renderbuffers，可以通過修改視圖的drawable屬性來控制這些對象的屬性。-
繪制
OpenGL內容（發布繪制命令）
使用GLKit視圖繪制OpenGL內容需要三個子步驟：- 準備
OpenGL ES基礎； - 發布繪制命令；
- 呈現顯示內容到
Core Animation。
- 準備
GLKit類本身已經實現了第一個和第三個步驟，用戶只需實現第二個步驟，在視圖的方法drawRect或視圖的代理對象的glkView:drawInRect:中調用適當的OpenGL ES繪制命令進行內容繪制。GLKViewController類維護一個animation呈現循環（包含兩個方法update和display），用來實現連續的動畫復雜的場景。animation 呈現循環的交替速率由GLKViewController的屬性framesPerSecond指示，并使用preferredFramesPerSecond 屬性來修改它。
OpenGL ES版本
iOS系統默認支持OpenGl ES1.0、ES2.0以及ES3.0 3個版本，三者之間并不是簡單的版本升級，設計理念甚至完全不同，在開發OpenGL項目前，需要根據業務需求選擇合適的版本。在學習OpenGL代碼的時候也需要知道它對應著哪個版本，在ES1中執行ES2代碼是看不到任何效果的，你可以在初始化EAGLContext時指定ES版本號。
指定版本方法如下所示。
EAGLContext *context = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES1];
OpenGL ES坐標系
OpenGL ES坐標系和UI的坐標系是不同的，具體如下所示。
UI是以左上角為原點的，而OpenGL ES 坐標系是以屏幕中心為原點的。除了方向，還有一點需要注意，默認情況各個方向坐標值范圍為（-1，1），而不是UIKit中的（0，320）。當繪制點(320，0)時，它并不會出現在屏幕右上角。在ES1中，可以通過以下代碼將坐標系轉化為熟悉的（320，480）。下面我們看代碼。
- (void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect
{
glViewport(0, 0, rect.size.width * 2, rect.size.height * 2);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
glOrthof(0, 320, 0, 480, -1024, 1024);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
}
幾個重要的類
下面介紹幾個重要的類。
1. GLKViewController & GLKView
為了方便大家更快的開發，系統為OpenGL提供了簡單的封裝，繼承GLKViewController定義自己的ViewController，GLKViewController的view為GLKView類，GLKView的delegate定義了繪制回調函數。
- (void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect
GLKViewController定義數據刷新函數，當子類實現-(void)update方法，glkViewControllerUpdate方法將不再被調用。
- (void)glkViewControllerUpdate:(GLKViewController *)controller
需要補充一點，默認情況下，GLKViewController渲染RunLoop并非NSRunLoopCommonModes，而是NSDefaultRunLoopMode，因此在UIKit中使用GLKViewController，當滑動界面時，OpenGL是不會渲染的。
2. EAGLContext
在介紹選擇版本時已經提到EAGLContext，與UIKit中CGContextRef相似，EAGLContext相當于OpenGL繪制句柄或者上下文，在繪制試圖之前，需要指定使用創建的上下文繪制。
[EAGLContext setCurrentContext:view.context];
當一個APP可能存在多個EAGLContext時，需要處理并存沖突等問題，比如大家所熟知的GPUImage，都會使用到EAGLContext。因此，在使用中要記得及時釋放。有興趣的朋友可以看看這篇文章。
這里還需要記住的是：當App退到后臺時， 切記暫停OpenGL繪制，否則可能導致crash。
后記
這篇主要是基本的介紹和幾個基礎概念，后面還會繼續給大家擴展，畢竟基礎的部分是固定的。未完，待續~~~
