1.1 OpenGL ES 3.0
OpenGL ES 3.0实现了具有可编程着色功能的图形管线,由两个规范组成:OpenGL ES 3.0 API规范和OpenGL ES着色语言3.0规范。
图1-1展示了OpenGL ES 3.0 图形管线。图中带有阴影的方框表示OpenGL ES 3.0中管线的可编程阶段。
图1-1 OpenGL ES 3.0 图形管线
1.1.1 顶点着色器
顶点着色器实现了顶点操作的通用可编程方法。
顶点着色器的输入包括:
1 着色器程序代码
2 顶点输入
3 统一变量uniform:不变数据
4 采样器:使用纹理的特殊统一变量
输出:
顶点着色器输出变量。
图1-2 OpenGL ES 3.0 顶点着色器
例1-1中的顶点着色器取得一个位置及相关的颜色数据作为输入属性,用一个4*4矩阵变换,并输出变换后的位置和颜色。
// 表示OpenGL ES着色语言v3.00
#version 300 es
// 统一变量u_mvpMatrix,存储模型视图和投影矩阵
// matrix to convert a_positioin from model space to normalized device space
uniform mat4 u_mvpMatrix;
// attributes input to the vertex(顶点) shader(着色器)
// 输入顶点位置属性
int vec4 a_position;
// 输入顶点颜色属性
int vec4 a_color;
// output of the vertex shader - input to fragment shader
out vec4 v_color;
void main()
{
v_color = a_color;
// 内建变量gl_Position自动声明,着色器必须将变换后的位置写入这个变量
gl_Position = u_mvpMatrix * a_position;
}
1.1.2 图元装配
图元是三角形,直线或点精灵等几何对象。在图元装配期间,这些顶点被组合成图元。
1.1.3 光栅化
光栅化是将图元转为一组二维片段的过程。然后,这些片段由片段着色器处理。这些二维片段代表着可在屏幕上绘制的像素。
1.1.4 片段着色器
片段着色器实现了片段操作的通用可编程方法。
输入:
1 着色器程序代码
2 输入变量:光栅化为每个片段生成的顶点着色器输出
3 统一变量:不变数据
4 采样器:使用纹理的特殊统一变量
输出:
片段着色器输出变量。
图1-4 OpenGL ES 3.0片段着色器
例1-2描述一个简单的片段着色器,与例1-1的顶点着色器结合。
#version 300 es
// 设置默认的精度限定符
precision mediump float;
// 顶点着色器必须输出和片段着色器读入的同一组变量
// input vertex color from vertex shader
int vec4 v_color;
// 传递到下一阶段的颜色
// output fragment color
out vec4 fragColor;
void main()
{
fragColor = v_color;
}
1.4 EGL
OpenGL ES命令需要渲染上下文和绘制表面。
OpenGL ES API没有提及如何创建渲染上下文,或者渲染上下文如何连接到原生窗口系统。EGL是Khronos渲染API(如OpenGL ES)和原生窗口系统之间的接口。
任何OpenGL ES应用程序都必须在开始渲染之前使用EGL执行如下任务:
1 查询并初始化设备商可用的显示器
2 创建渲染表面
3 创建渲染上下文
1.4.2 库和包含文件
库链接:
OpenGL ES 3.0库libGLESv2.lib
EGL库libEGL.lib
头文件:
#include <EGL/egl.h>
#include <GLES3/gl3.h>
应用程序还可以选择性包含gl2ext.h,这是扩展列表头文件。
1.5 EGL命令语法
所有EGL命令都以egl前缀开始,对组成命令名的每个单词首字母大写(例如eglCreateWindowSurface)。数据类型以EGL前缀开始。
表1-1 EGL数据类型
1.6 OpenGL ES命令语法
所有OpenGL ES命令都以gl前缀开始,对组成命令名的每个单词首字母大写(例如glBlendEquation)。数据类型以GL前缀开始。
参数数量(1~4)
参数数据类型(字节[b],无符号字节[ub],短整数[s],无符号短整数[us],整数[i],浮点[f],向量[v])
例如:
glUniform2f(location, 1.0f, 0.0f);
glUniform2i(location, 1, 0);
GLfloat coord[4] = { 1.0f, 0.75f, 0.25f, 0.0f };
glUniform4fv(location, coord);
glUniform4f(location, coord[0], coord[1], coord[2], coord[3]);
表1-2 OpenGL ES参数数据类型
GLvoid类型用于接收指针的OpenGL ES命令。
*表示多种风格。如,glUniform*()表示用于指定统一变量的命令的所有变种,glUniform*v()指的是用于指定统一变量的命令的所有向量版本。
1.7 错误处理
GLenum glGetError(void)
返回当前错误代码,并将当前错误代码复位为GL_NO_ERROR。如果返回GL_NO_ERROR,则说明从上一次调用glGetError以来没有生成任何错误。
表1-3 OpenGL ES基本错误代码
1.8 基本状态管理
图1-1展示了OpenGL ES 3.0中管线的各个阶段。每个管线阶段都有一个可以启动或禁用的状态。
void glEnable(GLenum cap)
void glDisable(GLenum cap)