opengl es 第四课(来个MVP变换)

在上一节课的基础上修改

加载多个纹理

GLuint tex0 = 0;
GLuint tex1 = 1;

//从图片中加载纹理
- (GLuint)setupTexture:(NSString *)fileName tex:(GLuint)tex{
    
    //1、将 UIImage 转换为 CGImageRef
    CGImageRef spriteImage = [UIImage imageNamed:fileName].CGImage;
    
    //判断图片是否获取成功
    if (!spriteImage) {
        NSLog(@"Failed to load image %@", fileName);
        exit(1);
    }
    
    //2、读取图片的大小，宽和高
    size_t width = CGImageGetWidth(spriteImage);
    size_t height = CGImageGetHeight(spriteImage);
    
    //3.获取图片字节数 宽*高*4（RGBA）
    GLubyte * spriteData = (GLubyte *) calloc(width * height * 4, sizeof(GLubyte));
    
    //4.创建上下文
    /*
     参数1：data,指向要渲染的绘制图像的内存地址
     参数2：width,bitmap的宽度，单位为像素
     参数3：height,bitmap的高度，单位为像素
     参数4：bitPerComponent,内存中像素的每个组件的位数，比如32位RGBA，就设置为8
     参数5：bytesPerRow,bitmap的没一行的内存所占的比特数
     参数6：colorSpace,bitmap上使用的颜色空间  kCGImageAlphaPremultipliedLast：RGBA
     */
    CGContextRef spriteContext = CGBitmapContextCreate(spriteData, width, height, 8, width*4,CGImageGetColorSpace(spriteImage), kCGImageAlphaPremultipliedLast);
    

    //5、在CGContextRef上--> 将图片绘制出来
    /*
     CGContextDrawImage 使用的是Core Graphics框架，坐标系与UIKit 不一样。UIKit框架的原点在屏幕的左上角，Core Graphics框架的原点在屏幕的左下角。
     CGContextDrawImage
     参数1：绘图上下文
     参数2：rect坐标
     参数3：绘制的图片
     */
    CGRect rect = CGRectMake(0, 0, width, height);
   
    //6.使用默认方式绘制
    CGContextDrawImage(spriteContext, rect, spriteImage);
   
    //7、画图完毕就释放上下文
    CGContextRelease(spriteContext);
    
    //8、绑定纹理到默认的纹理ID（
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, tex);
    
    //9.设置纹理属性
    /*
     参数1：纹理维度
     参数2：线性过滤、为s,t坐标设置模式
     参数3：wrapMode,环绕模式
     */
    glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR );
    glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR );
    glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
    glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
    
    float fw = width, fh = height;
    
    //10.载入纹理2D数据
    /*
     参数1：纹理模式，GL_TEXTURE_1D、GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D
     参数2：加载的层次，一般设置为0
     参数3：纹理的颜色值GL_RGBA
     参数4：宽
     参数5：高
     参数6：border，边界宽度
     参数7：format
     参数8：type
     参数9：纹理数据
     */
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, fw, fh, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, spriteData);
    
    //11.释放spriteData
    free(spriteData);
    return 0;
}

渲染

//6.绘制
-(void)render
{
    //1.清屏颜色
    glClearColor(0, 0.0, 0, 1.0);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    
    
    CGFloat scale = [[UIScreen mainScreen] scale];
    //2.设置视口
    glViewport(self.frame.origin.x * scale, self.frame.origin.y * scale, self.frame.size.width * scale, self.frame.size.height * scale);
    
    //3.获取顶点着色程序、片元着色器程序文件位置
    NSString* vertFile = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"shaderv" ofType:@"glsl"];
    NSString* fragFile = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"shaderf" ofType:@"glsl"];
    
    //4.判断self.myProgram是否存在，存在则清空其文件
    if (self.myProgram) {
        
        glDeleteProgram(self.myProgram);
        self.myProgram = 0;
    }
    
    //5.加载程序到myProgram中来。
    self.myProgram = [self loadShader:vertFile frag:fragFile];
    
    //6.链接
    glLinkProgram(self.myProgram);
    GLint linkSuccess;
    
    //7.获取链接状态
    glGetProgramiv(self.myProgram, GL_LINK_STATUS, &linkSuccess);
    if (linkSuccess == GL_FALSE) {
        GLchar messages[256];
        glGetProgramInfoLog(self.myProgram, sizeof(messages), 0, &messages[0]);
        NSString *messageString = [NSString stringWithUTF8String:messages];
        NSLog(@"error%@", messageString);
        
        return ;
    }else {
        glUseProgram(self.myProgram);
    }
    
    //8.创建顶点数组 & 索引数组
    //(1)顶点数组 前3顶点值（x,y,z），后3位颜色值(RGB)
//    GLfloat attrArr[] =
//    {
//        -0.5f, 0.5f, 0.0f,      1.0f, 0.0f, 1.0f, //左上0
//        0.5f, 0.5f, 0.0f,       1.0f, 0.0f, 1.0f, //右上1
//        -0.5f, -0.5f, 0.0f,     1.0f, 1.0f, 1.0f, //左下2
//
//        0.5f, -0.5f, 0.0f,      1.0f, 1.0f, 1.0f, //右下3
//        0.0f, 0.0f, 1.0f,       0.0f, 1.0f, 0.0f, //顶点4
//    };

    GLfloat attrArr[] =
    {
        -0.5f, 0.5f, 0.0f,      1.0f, 0.0f, 1.0f,       0.0f, 1.0f,//左上
        0.5f, 0.5f, 0.0f,       1.0f, 0.0f, 1.0f,       1.0f, 1.0f,//右上
        -0.5f, -0.5f, 0.0f,     1.0f, 1.0f, 1.0f,       0.0f, 0.0f,//左下

        0.5f, -0.5f, 0.0f,      1.0f, 1.0f, 1.0f,       1.0f, 0.0f,//右下
        0.0f, 0.0f, 1.0f,       0.0f, 1.0f, 0.0f,       0.5f, 0.5f,//顶点
    };
        
    
    //(2).索引数组
    GLuint indices[] =
    {
        0, 3, 2,
        0, 1, 3,
        0, 2, 4,
        0, 4, 1,
        2, 3, 4,
        1, 4, 3,
    };

    //(3).判断顶点缓存区是否为空，如果为空则申请一个缓存区标识符
    if (self.myVertices == 0) {
        glGenBuffers(1, &_myVertices);
    }
    
    
    //9.-----处理顶点数据-------
    //(1).将_myVertices绑定到GL_ARRAY_BUFFER标识符上
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, _myVertices);
    //(2).把顶点数据从CPU内存复制到GPU上
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(attrArr), attrArr, GL_DYNAMIC_DRAW);
    
    //(3).将顶点数据通过myPrograme中的传递到顶点着色程序的position
    //1.glGetAttribLocation,用来获取vertex attribute的入口的.
    //2.告诉OpenGL ES,通过glEnableVertexAttribArray，
    //3.最后数据是通过glVertexAttribPointer传递过去的。
    //注意：第二参数字符串必须和shaderv.vsh中的输入变量：position保持一致
    GLuint position = glGetAttribLocation(self.myProgram, "position");
    
    //(4).打开position
    glEnableVertexAttribArray(position);
    
    //(5).设置读取方式
    //参数1：index,顶点数据的索引
    //参数2：size,每个顶点属性的组件数量，1，2，3，或者4.默认初始值是4.
    //参数3：type,数据中的每个组件的类型，常用`的有GL_FLOAT,GL_BYTE,GL_SHORT。默认初始值为GL_FLOAT
    //参数4：normalized,固定点数据值是否应该归一化，或者直接转换为固定值。（GL_FALSE）
    //参数5：stride,连续顶点属性之间的偏移量，默认为0；
    //参数6：指定一个指针，指向数组中的第一个顶点属性的第一个组件。默认为0
    glVertexAttribPointer(position, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 8, NULL);
    
    
    //10.--------处理顶点颜色值-------
    //(1).glGetAttribLocation,用来获取vertex attribute的入口的.
    //注意：第二参数字符串必须和shaderv.glsl中的输入变量：positionColor保持一致
    GLuint positionColor = glGetAttribLocation(self.myProgram, "positionColor");
   
    //(2).设置合适的格式从buffer里面读取数据
    glEnableVertexAttribArray(positionColor);
    
    //(3).设置读取方式
    //参数1：index,顶点数据的索引
    //参数2：size,每个顶点属性的组件数量，1，2，3，或者4.默认初始值是4.
    //参数3：type,数据中的每个组件的类型，常用的有GL_FLOAT,GL_BYTE,GL_SHORT。默认初始值为GL_FLOAT
    //参数4：normalized,固定点数据值是否应该归一化，或者直接转换为固定值。（GL_FALSE）
    //参数5：stride,连续顶点属性之间的偏移量，默认为0；
    //参数6：指定一个指针，指向数组中的第一个顶点属性的第一个组件。默认为0
    glVertexAttribPointer(positionColor, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 8, (float *)NULL + 3);
    
    
    GLuint positionTexture = glGetAttribLocation(self.myProgram, "positionTexture");
    glEnableVertexAttribArray(positionTexture);
    glVertexAttribPointer(positionTexture, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 8, (float *)NULL + 6);
    
    
    //10.加载纹理
    [self setupTexture:@"green.png" tex:tex0];
    //11. 设置纹理采样器 sampler2D
    glUniform1i(glGetUniformLocation(self.myProgram, "texUp"), tex0);
    
    [self setupTexture:@"kunkun.jpg" tex:tex1];
    glUniform1i(glGetUniformLocation(self.myProgram, "texDown"), tex1);


    //11.找到myProgram中的projectionMatrix、modelViewMatrix 2个矩阵的地址。如果找到则返回地址，否则返回-1，表示没有找到2个对象。
    GLuint projectionMatrixSlot = glGetUniformLocation(self.myProgram, "projectionMatrix");
    GLuint modelViewMatrixSlot = glGetUniformLocation(self.myProgram, "modelViewMatrix");
    
    float width = self.frame.size.width;
    float height = self.frame.size.height;
    
    //12.创建4 * 4投影矩阵
    KSMatrix4 _projectionMatrix;
    //(1)获取单元矩阵
    ksMatrixLoadIdentity(&_projectionMatrix);
    //(2)计算纵横比例 = 长/宽
    float aspect = width / height; //长宽比
    //(3)获取透视矩阵
    /*
     参数1：矩阵
     参数2：视角，度数为单位
     参数3：纵横比
     参数4：近平面距离
     参数5：远平面距离
     参考PPT
     */
    ksPerspective(&_projectionMatrix, 30.0, aspect, 5.0f, 20.0f); //透视变换，视角30°
    //(4)将投影矩阵传递到顶点着色器
    /*
     void glUniformMatrix4fv(GLint location,  GLsizei count,  GLboolean transpose,  const GLfloat *value);
     参数列表：
     location:指要更改的uniform变量的位置
     count:更改矩阵的个数
     transpose:是否要转置矩阵，并将它作为uniform变量的值。必须为GL_FALSE
     value:执行count个元素的指针，用来更新指定uniform变量
     */
    glUniformMatrix4fv(projectionMatrixSlot, 1, GL_FALSE, (GLfloat*)&_projectionMatrix.m[0][0]);
    

    //13.创建一个4 * 4 矩阵，模型视图矩阵
    KSMatrix4 _modelViewMatrix;
    //(1)获取单元矩阵
    ksMatrixLoadIdentity(&_modelViewMatrix);
    //(2)平移，z轴平移-10
    ksTranslate(&_modelViewMatrix, 0.0, 0.0, -10.0);
    //(3)创建一个4 * 4 矩阵，旋转矩阵
    KSMatrix4 _rotationMatrix;
    //(4)初始化为单元矩阵
    ksMatrixLoadIdentity(&_rotationMatrix);
    //(5)旋转
    ksRotate(&_rotationMatrix, xDegree, 1.0, 0.0, 0.0); //绕X轴
    ksRotate(&_rotationMatrix, yDegree, 0.0, 1.0, 0.0); //绕Y轴
    ksRotate(&_rotationMatrix, zDegree, 0.0, 0.0, 1.0); //绕Z轴
    //(6)把变换矩阵相乘.将_modelViewMatrix矩阵与_rotationMatrix矩阵相乘，结合到模型视图
     ksMatrixMultiply(&_modelViewMatrix, &_rotationMatrix, &_modelViewMatrix);
    //(7)将模型视图矩阵传递到顶点着色器
    /*
     void glUniformMatrix4fv(GLint location,  GLsizei count,  GLboolean transpose,  const GLfloat *value);
     参数列表：
     location:指要更改的uniform变量的位置
     count:更改矩阵的个数
     transpose:是否要转置矩阵，并将它作为uniform变量的值。必须为GL_FALSE
     value:执行count个元素的指针，用来更新指定uniform变量
     */
    glUniformMatrix4fv(modelViewMatrixSlot, 1, GL_FALSE, (GLfloat*)&_modelViewMatrix.m[0][0]);
    
   
    //14.开启剔除操作效果
    glEnable(GL_CULL_FACE);
    glEnable(GL_BLEND);
    glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);


    
    //15.使用索引绘图
    /*
     void glDrawElements(GLenum mode,GLsizei count,GLenum type,const GLvoid * indices);
     参数列表：
     mode:要呈现的画图的模型 
                GL_POINTS
                GL_LINES
                GL_LINE_LOOP
                GL_LINE_STRIP
                GL_TRIANGLES
                GL_TRIANGLE_STRIP
                GL_TRIANGLE_FAN
     count:绘图个数
     type:类型
             GL_BYTE
             GL_UNSIGNED_BYTE
             GL_SHORT
             GL_UNSIGNED_SHORT
             GL_INT
             GL_UNSIGNED_INT
     indices：绘制索引数组

     */
    glDrawElements(GL_TRIANGLES, sizeof(indices) / sizeof(indices[0]), GL_UNSIGNED_INT, indices);
    
  
    //16.要求本地窗口系统显示OpenGL ES渲染<目标>
    [self.myContext presentRenderbuffer:GL_RENDERBUFFER];
    
    
}

顶点着色器

attribute vec4 position;
attribute vec4 positionColor;
attribute vec2 positionTexture;

uniform mat4 projectionMatrix;
uniform mat4 modelViewMatrix;

varying lowp vec4 varyColor;
varying lowp vec2 varyTexPos;

void main()
{
    varyColor = positionColor;
    varyTexPos = positionTexture;
    
    vec4 vPos;
   
    //4*4 * 4*4 * 4*1
    vPos = projectionMatrix * modelViewMatrix * position;
   
    //ERROR
    //vPos = position * modelViewMatrix  * projectionMatrix ;
    gl_Position = vPos;
}

片源着色器

varying lowp vec4 varyColor;
varying lowp vec2 varyTexPos;
uniform sampler2D texUp;
uniform sampler2D texDown;
void main()
{
    
    lowp vec4 t1 = texture2D(texUp, varyTexPos);
    lowp vec4 t2 = texture2D(texDown, varyTexPos);
//    float appha = 0.2;
//    float alpha = 0.5;
//    float alpha1 = 1.0 - alpha;
//    lowp vec4 tt = alpha1 * t1 + alpha * t2
    gl_FragColor = t1 * 0.4 + t2 * 0.6;
    
}