基于Cocos2d-x学习OpenGL ES 2.0系列——你的第一个三角形(1)

时间:2022-03-03 18:01:45

前言

  在本系列教程中,我会以当下最流行的2D引擎Cocos2d-x为基础,介绍OpenGL ES 2.0的一些基本用法。本系列教程的宗旨是OpenGL扫盲,让大家在使用Cocos2d-x过程中,知其然,更知其所以然。本系列教程不会涉及非常底层的数学原理,同时也不会过多地提及OpenGL本身的一些细节知识。但是我会在每篇文章的最后给出一些参考链接,大家可以顺藤摸瓜,一举Get OpenGL这个新技能。

准备工作

首先,是创建一个新的工程, 编译并运行成功,然后把HelloWorldScene.cpp里面的init函数修改成下面的样子:

bool HelloWorld::init()
{
//////////////////////////////
// 1. super init first
if ( !Layer::init() )
{
return false;
} return true;
}

此时,再编译运行之。你将会得到以下界面。

基于Cocos2d-x学习OpenGL ES 2.0系列——你的第一个三角形(1)

发送CustomCommand

  由于Cocos2d-x 从3.0开始引入了一种新的渲染机制,所有的OpenGL渲染代码不再放到每一个node的draw函数里面,而是通过各种RenderCommand封装起来,然后添加到一个渲染队列里面去,最后在每一帧结束时把所有的这些命令都渲染出来。

  首先,打开HelloWorldScene.h,添加一个onDraw函数,一个CustomCommand成员变量,并且重载Layer的visit函数,代码如下:

class HelloWorld : public cocos2d::Layer
{
public:
//其它函数省略
virtual void visit(Renderer *renderer, const Mat4 &transform, bool transformUpdated) override; void onDraw();
private:
CustomCommand _command; .........
.........
};

然后我们实现这个visit函数:

void HelloWorld::visit(Renderer *renderer, const Mat4 &transform, bool transformUpdated)
{
Layer::visit(renderer, transform, transformUpdated); _command.init(_globalZOrder);
_command.func = CC_CALLBACK_0(HelloWorld::onDraw, this);
Director::getInstance()->getRenderer()->addCommand(&_command);
}

  这里要稍微解释一下。由于此函数是个重载的虚函数,所以我们在函数的最开始调用了父类的visit函数。如果你不调用父类的visit函数,那么当你往HelloWorldScene里面添加节点的时候,它们是不会被渲染出来的。(这个留给读者自己去完成)

  然后,我们使用_globalZOrder和一个std::function来初始化CustomCommand。_globalZOrder会影响渲染的顺序,这个在后面的博文中再详细探讨。而std::function会在CustomCommand被render队列处理的时候被调用。最后我们把该CustomCommand添加到renderer里面去。

  最后,让我们看看onDraw函数,它是整个绘制三角形的核心

void HelloWorld::onDraw()
{
//获得当前HelloWorld的shader
auto glProgram = getGLProgram();
//使用此shader
glProgram->use();
//设置该shader的一些内置uniform,主要是MVP,即model-view-project矩阵
glProgram->setUniformsForBuiltins(); auto size = Director::getInstance()->getWinSize();
//指定将要绘制的三角形的三个顶点,分别位到屏幕左下角,右下角和正中间的顶端
float vertercies[] = { ,, //第一个点的坐标
size.width, , //第二个点的坐标
size.width / , size.height}; //第三个点的坐标
//指定每一个顶点的颜色,颜色值是RGBA格式的,取值范围是0-1
float color[] = { , ,, , //第一个点的颜色,绿色
,,, , //第二个点的颜色, 红色
, , , }; //第三个点的颜色, 蓝色
//激活名字为position和color的vertex attribute
GL::enableVertexAttribs(GL::VERTEX_ATTRIB_FLAG_POSITION | GL::VERTEX_ATTRIB_FLAG_COLOR);
//分别给position和color指定数据源
glVertexAttribPointer(GLProgram::VERTEX_ATTRIB_POSITION, , GL_FLOAT, GL_FALSE, , vertercies);
glVertexAttribPointer(GLProgram::VERTEX_ATTRIB_COLOR, , GL_FLOAT, GL_FALSE, , color);
//绘制三角形,所谓的draw call就是指这个函数调用
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, , );
//通知cocos2d-x 的renderer,让它在合适的时候调用这些OpenGL命令
CC_INCREMENT_GL_DRAWN_BATCHES_AND_VERTICES(, );
//如果出错了,可以使用这个函数来获取出错信息
CHECK_GL_ERROR_DEBUG();
}

如果你现在直接运行程序,会crash。这是因为我们还没有指定Shader,所以下面的调用会失败:

auto glProgram = getGLProgram();
glProgram->use();
glProgram->setUniformsForBuiltins();

接下来,让我们在HelloWorldScene.cpp的init方法中加入下列代码:

this->setGLProgram(GLProgramCache::getInstance()->getGLProgram(GLProgram::SHADER_NAME_POSITION_COLOR));

  这个调用的含义是从Cocos2d-x的shader缓存中取出一个带有position和color顶点属性的shader,然后传给HelloWorld这个Layer.如果你是第一次接触OpenGL ES,看到这句话肯定无法理解,不过没有关系,后面的文章我们逐步讲清楚。如果你等不及,也可以先看我在文章最后推荐的链接。

接下来,运行一下程序。恭喜你,你的第一个漂亮的三角形完成啦,还算简单吧。

基于Cocos2d-x学习OpenGL ES 2.0系列——你的第一个三角形(1)

结束语

  为了保持第一篇文章的简单性,我只在画三角形的代码里面给了一些注释,因为我并不想一开始就涉及到OpenGL底层的一些细节,而且有些内容我一时半会儿也很难说清楚。所以,我会在文章的最后给出一些参考链接,强烈推荐大家在看完本文后,有时间就多看一看这些链接,相信对理解上面的代码有帮助。下一篇文章中,我将给大家介绍如何编写自己的shader,包括vertex attribute, uniform,vertex shader, fragment shader等内容。

【本系列转自】http://cn.cocos2d-x.org/tutorial/lists?id=79

推荐阅读

网站:

http://http.developer.nvidia.com/CgTutorial/cg_tutorial_chapter01.html

http://www.opengl-tutorial.org/

http://antongerdelan.net/opengl/index.html

http://www.arcsynthesis.org/gltut/

http://www.scratchapixel.com/

http://duriansoftware.com/joe/An-intro-to-modern-OpenGL.-Chapter-1:-The-Graphics-Pipeline.html

视频:

https://www.youtube.com/watch?v=-tonZsbHty8&index=26&list=PLRwVmtr-pp06qT6ckboaOhnm9FxmzHpbY

书籍:

iPhone 3D programming

OpenGL ES 2.0 for Android

OpenGL ES 2.0 Programming Guide

Real-Time Rendering, Third Edition