iOS之OpenGL ES【2】：渲染管线和着色器

OpenGL ES的着色器主要有片元着色器和顶点着色器，其使用方法简单的介绍如下：

创建，装载和编译 shader：

继续上一篇的基础上，在工程中新建一个类，命名为OpenGLESUtils（继承于NSObject），在.h中声明2个方法：

 + (GLuint)loadShader:(GLenum)type shaderString:(NSString *)shaderString;

 + (GLuint)loadShader:(GLenum)type shaderFilePath:(NSString *)filePath;

在OpenGLESUtils.m实现上面的两个方法：

+(GLuint)loadShader:(GLenum)type shaderFilePath:(NSString *)filePath {
    NSError *error;
    NSString *shaderString = [NSString stringWithContentsOfFile:filePath
                                                       encoding:NSUTF8StringEncoding
                                                          error:&error];
    if (!shaderString) {
        NSLog(@"Error: loading shader file: %@ %@", filePath, error.localizedDescription);
        return 0;
    } else {
        return [self loadShader:type shaderString:shaderString];
    }
}

 + (GLuint)loadShader:(GLenum)type shaderString:(NSString *)shaderString {
    GLuint shader = glCreateShader(type);
    if (shader == 0) {
        NSLog(@"Error: failed to create shader.");
        return 0;
    }
    const char *shaderStringUTF8 = [shaderString UTF8String];
    glShaderSource(shader, 1, &shaderStringUTF8, NULL);
    glCompileShader(shader);
    GLint compiled = 0;
    glGetShaderiv(shader, GL_COMPILE_STATUS, &compiled);
    if (!compiled) {
        GLint inforLen = 0;
        glGetShaderiv(shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &inforLen);
        if (inforLen > 1) {
            char *infoLog = malloc(sizeof(char)*inforLen);
            glGetShaderInfoLog(shader, inforLen, NULL, infoLog);
            free(infoLog);
        }
        glDeleteShader(shader);
        return 0;
    }
    return shader;
}

OpenGLESUtils中的两个方法用来跟进shader脚本字符串和shader脚本文件创建，具体方法如下：
1、创建/删除 shader：函数 glCreateShader 用来创建 shader，参数 GLenum type 表示我们要处理的 shader 类型，它可以是 GL_VERTEX_SHADER 或 GL_FRAGMENT_SHADER，分别表示顶点 shader 或片元 shader。它返回一个句柄指向创建好的 shader 对象；
2、装载 shader：函数 glShaderSource 用来给指定 shader 提供 shader 源码。第一个参数是 shader 对象的句柄；第二个参数表示 shader 源码字符串的个数；第三个参数是 shader 源码字符串数组；第四个参数一个 int 数组，表示每个源码字符串应该取用的长度，如果该参数为 NULL，表示假定源码字符串是 \0 结尾的，读取该字符串的内容指定 \0 为止作为源码，如果该参数不是 NULL，则读取每个源码字符串中前 length（与每个字符串对应的 length）长度个字符作为源码；
3、编译 shader：函数 glCompileShader 用来编译指定的 shader 对象，这将编译存储在 shader 对象中的源码。我们可以通过函数 glGetShaderiv 来查询 shader 对象的信息，如本例中查询编译情况，此外还可以查询 GL_DELETE_STATUS，GL_INFO_LOG_STATUS，GL_SHADER_SOURCE_LENGTH 和 GL_SHADER_TYPE。在这里我们查询编译情况，如果返回 0，表示编译出错了，错误信息会写入 info 日志中，我们可以查询该 info 日志，从而获得错误信息。

编写着色脚本：

添加顶点着色脚本：在工程中新建一个Empty，命名为VertexShader.glsl，实现内容如下：

attribute vec4 vPosition;

void main(void) {
    gl_Position = vPosition;
}

添加片元着色脚本：同理实现，代码如下：

precision mediump float;

void main() {
    gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
}

创建 program，装配 shader，链接 program，使用 program：
1、在 OpenGLView.h 的 OpenGLView 类声明中添加两个成员：
GLuint programHandle;
GLuint positionSlot;
2、然后依然在 OpenGLView.m 中的category 中添加成员方法：

 - (void)setupProgram {
    NSString *vertexShaderPath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"VertexShader" ofType:@"glsl"];
    NSString *fragmentShaderPath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"FragmentShader" ofType:@"glsl"];
    GLuint vertexShader = [OpenGLESUtils loadShader:GL_VERTEX_SHADER shaderFilePath:vertexShaderPath];
    GLuint fragmentShader =[OpenGLESUtils loadShader:GL_FRAGMENT_SHADER shaderFilePath:fragmentShaderPath];
    programHandle = glCreateProgram();
    if (!programHandle) {
        NSLog(@"Failed to create program.");
        return;
    }

    glAttachShader(programHandle, vertexShader);
    glAttachShader(programHandle, fragmentShader);
    glLinkProgram(programHandle);

    GLint linked;
    glGetProgramiv(programHandle, GL_LINK_STATUS, &linked);
    if (!linked) {
        GLint infoLen = 0;glGetProgramiv(programHandle, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLen);
        if (infoLen > 1) {
            char *infoLog = malloc(sizeof(char) *infoLen);
            glGetShaderInfoLog(programHandle, infoLen, NULL, infoLog);
            NSLog(@"Error linking program:\n%s\n", infoLog );
            free(infoLog);
        }
        glDeleteProgram(programHandle);
        programHandle = 0;
        return;
    }

    glUseProgram(programHandle);
    positionSlot = glGetAttribLocation(programHandle, "vPosition");
}

使用实例：
在 - (void)layoutSubviews中调用 render 方法之前，插入对 setupProgram 的调用：

- (void)layoutSubviews {
    [self setupLayer];
    [self setupContext];
    [self destoryRenderAndFrameBuffer];
    [self setupRenderBuffer];
    [self setupFrameBuffer];
    [self setupProgram];
    [self render];
}

// 改写render方法：
- (void)render {
    // 设置清屏颜色
    glClearColor(0.0, 0.0, 1.0, 1.0);
    // 用来指定要用清屏颜色来清除由mask指定的buffer，此处是color buffer
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

    // 渲染区域
    glViewport(0, 0, self.frame.size.width, self.frame.size.height);
    GLfloat vertices[] = {
        0.0f,  0.5f, 0.0f,
        -0.5f, -0.5f, 0.0f,
        0.5f,  -0.5f, 0.0f
    };

    // 通过 glVertexAttribPointer 将三角形顶点数据装载到 OpenGL ES 中并与 vPositon 关联起来
    glVertexAttribPointer(positionSlot, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vertices);
    glEnableVertexAttribArray(positionSlot);

    // glDrawArrays 将三角形图元渲染出来
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
    [eaglContext presentRenderbuffer:GL_RENDERBUFFER    ];
}

参考文章：http://blog.csdn.net/kesalin/article/details/8223649

iOS之OpenGL ES【2】：渲染管线和着色器

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