OpenGLES開發(fā)基礎(chǔ)（二兵迅、創(chuàng)建和使用著色器）

在上一節(jié)的文章中遵倦，我們對著色器的基礎(chǔ)有一些基礎(chǔ)的認(rèn)識。學(xué)習(xí)到這里，下面我們挽起褲管就是干雁佳，看看著色器在開發(fā)中的應(yīng)用

有不對的地方希望大佬拍板ヽ(′з｀)?

創(chuàng)建著色器（shader）

這里先貼上安卓代碼，然后在做進(jìn)一步的講解（筆者一直在使用這個(gè)怜跑，感覺非常的好用）

 public int loadshader(int shaderType, String source) {
        int shader = GLES20.glCreateShader(shaderType);
        if (shader != 0) {
            //加載shader的源代碼
            GLES20.glShaderSource(shader, source);
            //編譯shader
            GLES20.glCompileShader(shader);
            //聲明一個(gè)數(shù)組存放著色器
            int[] shaderNum = new int[1];
            GLES20.glGetShaderiv(shader, GLES20.GL_COMPILE_STATUS, shaderNum, 0);
            if (shaderNum[0] != 0) {
                Log.e("ES20_ERROR", "Could not compile shader " + shaderType + ":");
                Log.e("ES20_ERROR", GLES20.glGetShaderInfoLog(shader));
                GLES20.glDeleteShader(shader);
                shader = 0;
            }
        }
        return shader;
    }

    public int CreateProgram(String vertexSource, String fragmentSource) {
        //加載頂點(diǎn)著色器
        int vertexProgram = loadshader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER, vertexSource);
        if (vertexProgram == 0) {
            return 0;
        }
        //加載片元著色器
        int fragmentProgram = loadshader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentSource);
        if (fragmentProgram == 0) {
            return 0;
        }
        //創(chuàng)建程序
        int program = GLES20.glCreateProgram();
        //若程序創(chuàng)建成功則向程序中加入頂點(diǎn)著色器與片元著色器
        if (program != 0) {
            //綁定頂點(diǎn)著色器
            GLES20.glAttachShader(program, vertexProgram);
            checkGlError("glAttachShader");//檢測錯誤
            //綁定片元著色器
            GLES20.glAttachShader(program, fragmentProgram);
            checkGlError("fragmentProgram");//檢測錯誤
            GLES20.glLinkProgram(program);//鏈接程序
            //---------實(shí)際這一步都已經(jīng)成功了色瘩，只是要檢測錯誤的著色器
            //存放連接錯誤的數(shù)據(jù)
            int[] linkstatus = new int[1];
            //獲取program的連接情況
            GLES20.glGetProgramiv(program, GLES20.GL_LINK_STATUS, linkstatus, 0);
            if (linkstatus[0] != GLES20.GL_TRUE) {
                Log.e("ES20_ERROR", "Could not link program: ");
                Log.e("ES20_ERROR", GLES20.glGetProgramInfoLog(program));
                GLES20.glDeleteProgram(program);
                program = 0;
            }
        }
        return program;
    }
    //檢測錯誤
    public void checkGlError(String op) {
        int error;
        while ((error = GLES20.glGetError()) != GLES20.GL_NO_ERROR) {
            Log.e("ES20_ERROR", op + ": glError " + error);
            throw new RuntimeException(op + ": glError " + error);
        }
    }

好了，這就是全部的生成頂點(diǎn)著色器和片元著色器的全部代碼了碍拆，是不是很簡單若治。哈哈......學(xué)到這里，筆者來給大家講解一些方法在著色器中的作用感混，方面大家理解端幼，記憶

glCreateProgram

函數(shù)原型：int glCreateProgram ()
在連接著色器之前，應(yīng)該先創(chuàng)建著色器接收程序的容器弧满，該方法相當(dāng)于就是創(chuàng)建一個(gè)容器婆跑。
如果創(chuàng)建成功，返回一個(gè)正整數(shù)作為該著色器程序的id庭呜。

glAttachShader

函數(shù)原型：void glAttachShader (int program, int shader)
綁定頂點(diǎn)著色器著色器和片元著色器滑进，綁定到容器中。它們都是同一個(gè)方法募谎。

glLinkProgram

函數(shù)原型：void glLinkProgram (int program)
鏈接程序

glGetProgramiv

函數(shù)原型：void glGetProgramiv(int var0, int var1, int[] var2, int var3)
獲取program的連接情況

在這里創(chuàng)建著色器程序的代碼基本介紹完畢了扶关，在CreateProgram方法中，返回一個(gè)int類型的變量数冬，我暫時(shí)把這個(gè)int類型的變量叫做變量A节槐，在使用時(shí)，還會用到glUseProgram吉执。

glUseProgram

函數(shù)原型：void glUseProgram(int var0);
它的作用就是使用某套share程序

使用著色器（shader）

同樣疯淫，我們先上代碼，從代碼中講解

    //初始化著色器
    public void initShader(FGLView view) {
        //加載頂點(diǎn)著色器的腳本內(nèi)容
        String mVertexShader = loadFromAssetsFile("vertex.glsl", view.getResources());
        //加載片元著色器的腳本內(nèi)容
        String mFragmentShader = loadFromAssetsFile("frag.glsl", view.getResources());
        //基于頂點(diǎn)著色器與片元著色器創(chuàng)建程序
        mProgram = CreateProgram(mVertexShader, mFragmentShader);
        //獲取程序中頂點(diǎn)位置屬性引用id
        maPositionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "aPosition");
        //獲取程序中頂點(diǎn)紋理坐標(biāo)屬性引用id
        maTexCoorHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "aTexCoor");
        //獲取程序中總變換矩陣引用id
        muMVPMatrixHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uMVPMatrix");
    }

    //流文件讀取assets下面的著色器文件
    public String loadFromAssetsFile(String frame, Resources r) {
        String result = null;
        try {
            InputStream is = r.getAssets().open(frame);
            int ch = 0;
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            while ((ch = is.read()) != -1) {
                baos.write(ch);
            }
            byte[] buff = baos.toByteArray();
            baos.close();
            is.close();
            result = new String(buff, "UTF-8");
            result = result.replaceAll("\\r\\n", "\n");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }

在這個(gè)代碼中戳玫，loadFromAssetsFile方法我們不用多說熙掺，就是在代碼中通過流的形式，加載著色器文件

下面為大家講解用到的方法

glGetAttribLocation

函數(shù)原型：int glGetAttribLocation(int var0, String var1)
這個(gè)方法主要是用來綁定屬性的id咕宿，這里的id是頂點(diǎn)著色器中的id（位置币绩，紋理，變換矩陣名稱）府阀，如果有讀者不明白頂點(diǎn)著色器缆镣，請參考第一章（http://www.reibang.com/p/ca4c54b2b3db）

 public void drawSelf(int texId) {
        //制定使用某套share程序
        GLES20.glUseProgram(mProgram);
        MatrixState.setInitStack();
        //位移操作
        MatrixState.transtate(0, 0, 1);
        MatrixState.rotate(xAngle, 1, 0, 0);
        MatrixState.rotate(yAngle, 0, 1, 0);
        MatrixState.rotate(zAngle, 0, 0, 1);
        //給著色器賦值
        GLES20.glUniformMatrix4fv(muMVPMatrixHandle, 1,
                false, MatrixState.getFinalMatrix(), 0);
        //畫筆設(shè)置頂點(diǎn)數(shù)據(jù)
        GLES20.glVertexAttribPointer(maPositionHandle, 3, GLES20.GL_FLOAT,
                false, 0, mVertexBuffer);
        //畫筆給紋理設(shè)置數(shù)據(jù)
        GLES20.glVertexAttribPointer(maTexCoorHandle, 2, GLES20.GL_FLOAT,
                false, 0, mTexCoorBuffer);
        //開啟頂點(diǎn)和紋理繪制
        GLES20.glEnableVertexAttribArray(maPositionHandle);
        GLES20.glEnableVertexAttribArray(maTexCoorHandle);
        //綁定紋理
        GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE0);
        GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, texId);
        //繪制
        GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vCount);
    }

glVertexAttribPointer

畫筆設(shè)置頂點(diǎn)、顏色试浙、紋理數(shù)據(jù)
函數(shù)原型：void glVertexAttribPointer(int indx, int size, int type, boolean normalized, int stride, Buffer ptr)
indx：指定要修改的頂點(diǎn)屬性的索引值
size：指定每個(gè)頂點(diǎn)屬性的組件數(shù)量董瞻。必須為1、2、3或者4钠糊。初始值為4挟秤。（如position是由3個(gè)（x,y,z）組成，而顏色是4個(gè)（r,g,b,a））
type：指定數(shù)組中每個(gè)組件的數(shù)據(jù)類型抄伍∷腋眨可用的符號常量有GL_BYTE, GL_UNSIGNED_BYTE, GL_SHORT,GL_UNSIGNED_SHORT, GL_FIXED, 和 GL_FLOAT，初始值為GL_FLOAT截珍。
normalized：指定當(dāng)被訪問時(shí)攀甚，固定點(diǎn)數(shù)據(jù)值是否應(yīng)該被歸一化（GL_TRUE）或者直接轉(zhuǎn)換為固定點(diǎn)值（GL_FALSE）。
stride：指定連續(xù)頂點(diǎn)屬性之間的偏移量岗喉。如果為0秋度，那么頂點(diǎn)屬性會被理解為：它們是緊密排列在一起的。初始值為0沈堡。
ptr：指定一個(gè)指針静陈，指向數(shù)組中第一個(gè)頂點(diǎn)屬性的第一個(gè)組件燕雁。初始值為0诞丽。

glEnableVertexAttribArray

開啟頂點(diǎn)和紋理繪制（允許頂點(diǎn)著色器讀取GPU（服務(wù)器端）數(shù)據(jù)。）
函數(shù)原型：void glEnableVertexAttribArray(int var0)
var0：著色器頂點(diǎn)數(shù)據(jù)

glActiveTexture

該函數(shù)選擇一個(gè)紋理單元拐格，線面的紋理函數(shù)將作用于該紋理單元上僧免，參數(shù)為符號常量GL_TEXTUREi ，i的取值范圍為0~K-1捏浊，K是OpenGL實(shí)現(xiàn)支持的最大紋理單元數(shù)懂衩，可以使用GL_MAX_TEXTURE_UNITS來調(diào)用函數(shù)glGetIntegerv()獲取該值。

glBindTexture

綁定紋理數(shù)據(jù)
函數(shù)原型：glBindTexture(int var0, int var1);
var0:紋理類型
var1:紋理數(shù)據(jù)

glDrawArrays和glDrawElements

glDrawArrays

函數(shù)原型：GL_APICALL void GL_APIENTRY glDrawArrays (GLenum mode, GLint first, GLsizei count);
mode：繪制方式金踪，OpenGL2.0以后提供以下參數(shù)：GL_POINTS浊洞、GL_LINES、GL_LINE_LOOP胡岔、GL_LINE_STRIP法希、GL_TRIANGLES、GL_TRIANGLE_STRIP靶瘸、GL_TRIANGLE_FAN苫亦。
first：從數(shù)組緩存中的哪一位開始繪制，一般為0怨咪。
count：數(shù)組中頂點(diǎn)的數(shù)量屋剑。

glDrawElements

函數(shù)原型：void glDrawElements( GLenum mode, GLsizei count,
GLenum type, const GLvoid *indices）；
mode指定繪制圖元的類型诗眨，它應(yīng)該是下列值之一唉匾，GL_POINTS, GL_LINE_STRIP, GL_LINE_LOOP, GL_LINES, GL_TRIANGLE_STRIP, GL_TRIANGLE_FAN, GL_TRIANGLES, GL_QUAD_STRIP, GL_QUADS, and GL_POLYGON.
count為繪制圖元的數(shù)量乘上一個(gè)圖元的頂點(diǎn)數(shù)。
type為索引值的類型匠楚，只能是下列值之一：GL_UNSIGNED_BYTE, GL_UNSIGNED_SHORT, or GL_UNSIGNED_INT巍膘。
indices：指向索引存貯位置的指針卫病。

在這里著重講解一下這幾個(gè)方法：
GL_LINES_STRIP（條帶線）：按照頂點(diǎn)順序連接頂點(diǎn)
GL_TRIANGLES（循環(huán)線）：按照頂點(diǎn)順序連接頂點(diǎn)，最后一個(gè)點(diǎn)連接第一點(diǎn)
GL_TRIANGLES（三角形）：三個(gè)點(diǎn)一組典徘，如果不夠三個(gè)點(diǎn)就會舍棄多余的點(diǎn)
GL_TRIANGLE_STRIP（三角形帶）：頂點(diǎn)按照順序依次組成三角形繪制蟀苛，最后實(shí)際形成的是一個(gè)三角型帶
GL_TRIANGLE_FAN（三角形扇面）：將第一個(gè)點(diǎn)作為中心點(diǎn)，其他點(diǎn)作為邊緣點(diǎn)逮诲，繪制一系列的組成扇形的三角形

相同點(diǎn)：它們的作用都是矩陣數(shù)據(jù)渲染圖元帜平、進(jìn)行繪制

異同：（這是筆者自己的理解，文采有限...哈哈哈）在移動平臺中梅鹦，glDrawArrays繪制通過每三個(gè)點(diǎn)繪制一個(gè)三角形裆甩，在面點(diǎn)數(shù)據(jù)中，不會重用頂點(diǎn)數(shù)據(jù)齐唆。glDrawElements繪制也是通過每三個(gè)點(diǎn)繪制一個(gè)三角形嗤栓，但是會重用頂點(diǎn)數(shù)據(jù)，也就是繪制相同的結(jié)果箍邮。glDrawElements需要的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)會更少茉帅，看下面圖更容易理解：

glDrawArray和glDrawElements.png

在MatrixState方法中，封裝了對變換矩陣的常用方法（這套結(jié)構(gòu)讀者可以自己封裝锭弊，方法名也可以自行命名）堪澎。在代碼中解釋也很清楚。請讀者自己查看理解

public class MatrixState {
    private static float[] mProjMatrix = new float[16];//4x4矩陣 投影用
    private static float[] mVMatrix = new float[16];//攝像機(jī)位置朝向9參數(shù)矩陣
    private static float[] mMVPMatrix;//最后起作用的總變換矩陣
    static float[] mMMatrix = new float[16];//具體物體的移動旋轉(zhuǎn)矩陣

    //獲取不變換初始矩陣
    public static void setInitStack() {
        Matrix.setRotateM(mMMatrix, 0, 0, 1, 0, 0);
    }

    //設(shè)置沿xyz軸移動
    public static void transtate(float x, float y, float z) {
        Matrix.translateM(mMMatrix, 0, x, y, z);
    }

    //設(shè)置繞xyz軸轉(zhuǎn)動
    public static void rotate(float angle, float x, float y, float z) {
        Matrix.rotateM(mMMatrix, 0, angle, x, y, z);
    }

    /**
     * 作用：設(shè)置攝像機(jī)
     * 前三個(gè)：攝像機(jī)位置x y z
     * 中間三個(gè)：攝像機(jī)目標(biāo)點(diǎn)x y z
     * 后三個(gè)：攝像機(jī)UP向量X分量味滞，攝像機(jī)UP向量Y分量樱蛤，攝像機(jī)UP向量Z分量
     */
    public static void setCamera(float cx, float cy, float cz, float tx, float ty, float tz, float upx, float upy, float upz) {
        Matrix.setLookAtM(mVMatrix, 0,
                cx, cy, cz,
                tx, ty, tz,
                upx, upy, upz);
    }
    /**
     * 作用：設(shè)置透視投影參數(shù)
     * 前四個(gè)：near面的left，right剑鞍，bottom昨凡，top
     * 后兩個(gè)：near面距離，far面距離
     */
    public static void setProject(float left, float right, float bottom, float top, float near, float far) {
        Matrix.frustumM(mProjMatrix, 0, left, right, bottom, top, near, far);
    }

    //獲取具體物體的總變換矩陣( // 合并投影和視口矩陣 )
    public static float[] getFinalMatrix() {
        mMVPMatrix = new float[16];
        Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix, 0, mVMatrix, 0, mMMatrix, 0);
        Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix, 0, mProjMatrix, 0, mMVPMatrix, 0);
        return mMVPMatrix;
    }
}

OpenGLES開發(fā)基礎(chǔ)（二昼伴、創(chuàng)建和使用著色器）

OpenGLES開發(fā)基礎(chǔ)（二彩届、創(chuàng)建和使用著色器）