OpenGL 1.1 in iOS

Posted on 2011-12-07 | In iOS , openGL

Renderer

openGL渲染图像，使用的是自己的context和layer：CAEAGLLayer和EAGLContext，context指向一块内存缓冲区。openGL需要用到两个缓冲区：

/**
	帧缓冲区:渲染单独一帧需要保存的各种数据
	渲染缓冲区：渲染这一帧所在的位置,渲染之后会变成CAEAGLayer的缓冲区
*/
    GLuint viewFramebuffer,viewRenderbuffer;

此外，还有一个深度缓冲区，在渲染3d场景时，物体间有深度关系，假设有两个物体A，B。A在B的前面，那么我们如果先渲染A，再渲染B，那就会导致B显示在A的前面，因此需要一个深度缓冲区，引擎会通过深度缓冲区对物体进行深度排序，但这样会损耗性能，好的办法是，按照深度顺序来渲染object。如果是2d图像，则不需要使用深度缓冲区。

当renderer创建的时候，我们需要通知openGL，我们的缓冲区在哪里：

glGenFramebuffersOES(1, &amp;viewFramebuffer);
glGenRenderbuffersOES(1, &amp;viewRenderbuffer);

glBindFramebufferOES(GL_FRAMEBUFFER_OES, viewFramebuffer);
glBindRenderbufferOES(GL_RENDERBUFFER_OES, viewRenderbuffer);
glFramebufferRenderbufferOES(GL_FRAMEBUFFER_OES, GL_COLOR_ATTACHMENT0_OES, GL_RENDERBUFFER_OES, viewRenderbuffer);

然后，当要渲染layer的时候，根据layer的width和height确定缓冲去的大小：

glBindRenderbufferOES(GL_RENDERBUFFER_OES, viewFramebuffer);
[self.context renderbufferStorage:GL_RENDERBUFFER_OES fromDrawable:layer];
glGetRenderbufferParameterivOES(GL_RENDERBUFFER_OES, GL_RENDERBUFFER_WIDTH_OES, &amp;backingWidth);
glGetRenderbufferParameterivOES(GL_RENDERBUFFER_OES, GL_RENDERBUFFER_HEIGHT_OES, &amp;backingHeight);
  

Coordinates

view port

初始化view port一般是这样一句代码：

glViewport(0, 0, backingWidth, backingHeight);

我理解view port的坐标系和Quartz的坐标系一致，左下角为原点。一般来说，view port的坐标系不重要，覆盖整个openGL绘制的区域即可。

然后，我们来决定是绘制2D还是3D。

projection

无论绘制2D还是3D都需要对object进行投影,得到他们在当前layer中的位置：

glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();

openGL是基于矩阵运算，是一种有状态api，某一个时刻只能操作一种矩阵，所以在操作矩阵前，需要通过glMatrixMode指定当前操作的是什么矩阵。

orth(正交)

如果是绘制2D图像，投影矩阵通常为正交阵:

glOrthof(-1.0f, 1.0f, -1.5f, 1.5f, -1.0f, 1.0f);

改怎么理解这个正交阵呢？

Alt text

如果是2D图像，那我们眼睛的位置为Z轴正方向，正交投影就是投在x,y平面上的面积。那数值是什么意思呢？

openGL的空间坐标系是屏幕中心为（0，0），上下左右各位单位向量的正方体，也就是说它的坐标范围在(-1,-1,-1)到(1,1,1)。假如我们现在有个立方体，它的空间坐标为：

const GLfloat squareVertices[] = 
{
        -0.75f, -0.75f,
        0.75f,  -0.75f,
        -0.75f,  0.75f,
        0.75f,   0.75f,
};

得到的投影为左图，然后我们修改投影立方体为:glOrthof(-2.0f, 2.0f, -2f, 2f, -1.0f, 1.0f),这个立方体仍然包含openGL单位立方体，得到的图为中间图，最我们再修改投影立方体为:glOrthof(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.5f, -1.0f, 1.0f);这个时候，我们的投影立方体已经不能完全包含openGL的单位立方体，x轴，y轴各少了一半，得到的图为右图：

透视视角

如果绘制3D图像，通常用视椎体：

glFrustumf(-1.0f, 1.0f, -1.0f, 1.0f, 5.0f, 10.0f);

是椎体是一种人眼观察物体的透视视角,和正交投影相比有远近的感觉，假如我们把上面的立方体，沿Y轴旋转45度，分别用正交视角和透视角，观察如下：

对于正交投影没有远近之分，对于透视投影有远近的感觉

Drawing Geometry

在确定了openGL的投影矩阵后，绘制object就很简单了，首先定义好object的顶点位置，和颜色分布，然后调用openGL的api绘制就可以了：

 glClearColor(0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f);
 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
 glVertexPointer(2, GL_FLOAT, 0, squareVertices);
 glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
 glColorPointer(4, GL_UNSIGNED_BYTE, 0, squareColors);
 glEnableClientState(GL_COLOR_ARRAY); 
 glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);   
 glBindRenderbufferOES(GL_RENDERBUFFER_OES, viewRenderbuffer);
 [self.context presentRenderbuffer:GL_RENDERBUFFER_OES];

（全文完）

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