OpenGL ES — GLKit

GLKit简介

GLKit 框架的设计⽬标是为了简化基于OpenGL / OpenGL ES 的应⽤开发. 它的出现 加快OpenGL ES或OpenGL应用程序开发。 使⽤数学库，背景纹理加载，预先建立的着 色器效果，以及标准视图和视图控制器来实现渲染循环。 GLKit框架提供了功能和类，能够减小建立新的基于着⾊器的应用程序所需的⼯做量，或者支持依赖早期版本的OpenGL ES或OpenGL提供的固定函数顶点或片断处理的现有应用程序。

GLKit功能

• 加载纹理：GLKTextuerLoader提供相关API加载纹理数据。
• 提供高性能的数学运算
• 提供常见的着色器
• 提供视图以及视图控制器：GLKView和 GLKViewController

GLKView经常使用API

GLKView继承自UIView

1. 初始化视图

- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame context:(EAGLContext *)context;

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2. 视图代理

@property (nullable, nonatomic, assign) IBOutlet id <GLKViewDelegate> delegate;

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3. 绘制视图内容时使用的上下文

@property (nonatomic, retain) EAGLContext *context;

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4. 各缓存区格式

drawableColorFormat 颜⾊渲染缓存区格式:
GLKViewDrawableColorFormatRGBA8888 = 0,
GLKViewDrawableColorFormatRGB565,
GLKViewDrawableColorFormatSRGBA8888,

drawableDepthFormat 深度渲染缓存区格式:
GLKViewDrawableDepthFormatNone = 0,
GLKViewDrawableDepthFormat16,
GLKViewDrawableDepthFormat24,

drawableStencilFormat 模板渲染缓存区的格式:
GLKViewDrawableStencilFormatNone = 0,
GLKViewDrawableStencilFormat8,

drawableMultisample 多重采样缓存区的格式:
GLKViewDrawableMultisampleNone = 0,
GLKViewDrawableMultisample4X,
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5. 缓存区属性

drawableHeight 底层缓存区对象的⾼度(以像素为单位)
drawableWidth 底层缓存区对象的宽度(以像素为单位)
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6. 将底层FrameBuffer 对象绑定到OpenGL ES

- (void)bindDrawable;
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7. 删除与视图关联的可绘制对象/删除视图FrameBuffer对象

- (void)deleteDrawable;
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8. 绘制视图内容并将其做为新图像对象返回

@property (readonly, strong) UIImage *snapshot;
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9. 布尔值(BOOL),指定视图是否响应使得视图内容无效的消息

@property (nonatomic) BOOL enableSetNeedsDisplay;
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10. 当即重绘视图内容

- (void)display;
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11. 绘制视图内容（代理方法）

- (void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect;
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GLKViewController经常使用API

1. 视图控制器的代理

@property (nullable, nonatomic, assign) IBOutlet id <GLKViewControllerDelegate> delegate;
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2. 配置视图的帧速率

//视图控制器调用视图以及更新视图内容的速率
@property (nonatomic) NSInteger preferredFramesPerSecond;
//视图控制器调用视图以及更新其内容的实际速率
@property (nonatomic, readonly) NSInteger framesPerSecond;
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3. 控制帧更新

//Bool值，渲染循环是否已暂停
@property (nonatomic, getter=isPaused) BOOL paused;
//Bool值，当前程序从新激活活动状态时视图控制器是否自动暂停循环渲染
@property (nonatomic) BOOL pauseOnWillResignActive;
//Bool值，当前程序变为活动状态时视图控制器是否自动恢复呈现渲染
@property (nonatomic) BOOL resumeOnDidBecomeActive;
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4. 获取有关视图view的更新信息

//视图控制器自建立以来发送的帧更新数
@property (nonatomic, readonly) NSInteger framesDisplayed;
//⾃视图控制器第⼀次恢复发送更新事件以来通过的时间量
@property (nonatomic, readonly) NSTimeInterval timeSinceFirstResume;
//自上次视图控制器恢复发送更新事件以来更新的时间量
@property (nonatomic, readonly) NSTimeInterval timeSinceLastResume;
//⾃上次视图控制器调用委托⽅法以及通过的时间量
@property (nonatomic, readonly) NSTimeInterval timeSinceLastUpdate;
//⾃上次视图控制器调用视图display 方法以来通过的时间量
@property (nonatomic, readonly) NSTimeInterval timeSinceLastDraw;
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5. 渲染循环回调方法--更新视图内容，处理更新事件

//在显示每一个帧以前调用
- (void)glkViewControllerUpdate:(GLKViewController *)controller;
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6. 暂停/恢复通知

//在渲染循环暂停或者恢复以前调用
- (void)glkViewController:(GLKViewController *)controller willPause:(BOOL)pause;
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GLTextureLoader(纹理信息)

主要包含纹理的一下信息：

• name : OpenGL上下文中纹理名称
• target : 纹理绑定的目标
• height: 加载的纹理高度
• width : 加载的纹理宽度
• textureOrigin : 加载纹理中的原点位置
• alphaState : 加载纹理中alpha份量状态

1. 初始化

//初始化一个新的纹理加载到对象中
- (instancetype)initWithSharegroup:(EAGLSharegroup *)sharegroup;
//初始化一个新的纹理加载对象
- (instancetype)initWithShareContext:(NSOpenGLContext *)context;
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2. 从文件资源中加载纹理

//从文件加载2D纹理图像并从数据中建立新的纹理
+ (nullable GLKTextureInfo *)textureWithContentsOfFile:(NSString *)path options:(nullable NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options  error:(NSError * __nullable * __nullable)outError; 
//从文件中异步加载2D纹理图像，并根据数据建立新纹理
- (void)textureWithContentsOfFile:(NSString *)path options:(nullable NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options queue:(nullable dispatch_queue_t)queue completionHandler:(GLKTextureLoaderCallback)block; 
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3. 从URL地址中加载纹理

//用URL加载2D纹理图像并从数据中建立新的纹理
+ (nullable GLKTextureInfo *)textureWithContentsOfURL:(NSURL *)url options:(nullable NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options error:(NSError * __nullable * __nullable)outError;
//用URL异步加载2D纹理图像，并根据数据建立新纹理
- (void)textureWithContentsOfFile:(NSString *)path options:(nullable NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options queue:(nullable dispatch_queue_t)queue completionHandler:(GLKTextureLoaderCallback)block;
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4. 从内存中数据建立纹理

//从内存空间加载2D纹理图像并从数据中建立新的纹理
+ (nullable GLKTextureInfo *)textureWithContentsOfData:(NSData *)data options:(nullable NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options error:(NSError * __nullable * __nullable)outError;
//从内存空间异步加载2D纹理图像，并根据数据建立新纹理
- (void)textureWithContentsOfData:(NSData *)data options:(nullable NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options queue:(nullable dispatch_queue_t)queue completionHandler:(GLKTextureLoaderCallback)block;
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5. 从CGImages建立纹理

//从Quartz加载2D纹理图像并从数据中建立新的纹理
+ (nullable GLKTextureInfo *)textureWithCGImage:(CGImageRef)cgImage options:(nullable NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options error:(NSError * __nullable * __nullable)outError;
//从Quartz异步加载2D纹理图像，并根据数据建立新纹理
- (void)textureWithCGImage:(CGImageRef)cgImage options:(nullable NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options queue:(nullable dispatch_queue_t)queue completionHandler:(GLKTextureLoaderCallback)block;
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6. 从URL加载多维数据建立纹理

//从单个URL加载⽴方体贴图纹理图像,并根据数据建立新纹理
+ (nullable GLKTextureInfo*)cubeMapWithContentsOfURL:(NSURL *)url options:(nullable NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options error:(NSError * __nullable * __nullable)outError;
//从单个URL异步加载⽴方体贴图纹理图像,并根据数据建立新纹理
- (void)cubeMapWithContentsOfURL:(NSURL *)url options:(nullable NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options queue:(nullable dispatch_queue_t)queue completionHandler:(GLKTextureLoaderCallback)block;
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7. 从文件资源加载多维数据建立纹理

//从单个文件加载⽴方体贴图纹理对象,并从数据中建立新纹理
+ (nullable GLKTextureInfo*)cubeMapWithContentsOfFile:(NSString *)path options:(nullable NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options error:(NSError * __nullable * __nullable)outError;
//从单个文件异步立方体贴图纹理图像，并根据数据建立新纹理
- (void)cubeMapWithContentsOfFile:(NSString *)path options:(nullable NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options queue:(nullable dispatch_queue_t)queue completionHandler:(GLKTextureLoaderCallback)block;
//从一系列文件加载立方体贴图纹理图像.并根据数据建立新的纹理
+ (nullable GLKTextureInfo*)cubeMapWithContentsOfFiles:(NSArray<id> *)paths options:(nullable NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options error:(NSError * __nullable * __nullable)outError;
//从一系列文件异步立方体贴图纹理图像，并根据数据建立新纹理
- (void)cubeMapWithContentsOfFiles:(NSArray<id> *)paths options:(nullable NSDictionary<NSString*, NSNumber*> *)options queue:(nullable dispatch_queue_t)queue completionHandler:(GLKTextureLoaderCallback)block;
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GLKBaseEffect(光照)

1. 命名Effect

//用字符串给Effect（效果）命名
 NSString  *label; 
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2. 配置模型视图转换

//绑定效果时应用于顶点数据的模型视图，投影和纹理变换
GLKEffectPropertyTransform  *transform;
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3. 配置光照效果

//⽤于计算每一个片断的光照策略,
GLKLightingType  lightingType;
//枚举值
GLKLightingTypePerVertex :表示在三⻆形中每一个顶点执⾏光照计算,而后在三角形进行插值。
GLKLightingTypePerPixel :表示光照计算的输⼊在三角形内插入,而且在每一个片断执行光照计算。
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4. 配置光照

//布尔值,表示为基元的两侧计算光照
GLboolean  lightModelTwoSided;
//计算渲染图元光照使⽤用的材质属性
GLKEffectPropertyMaterial *material;  
//环境颜色,应⽤效果渲染的全部图元
GLKVector4  lightModelAmbientColor;
//场景中第一个光照属性，第二个光照属性，第三个光照属性
GLKEffectPropertyLight   *light0, *light1, *light2; 
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5. 配置纹理

//第⼀个纹理属性，第二个纹理属性
GLKEffectPropertyTexture  *texture2d0, *texture2d1;
//纹理应⽤于渲染图元的顺序
NSArray<GLKEffectPropertyTexture*> *textureOrder; 
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6. 配置雾化

//应用于场景的雾属性
GLKEffectPropertyFog  *fog; 
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7. 配置颜色信息

//布尔值,表示计算光照与材质交互时是否使用颜色顶点属性
GLboolean  colorMaterialEnabled;
//布尔值,指示是否使用常量颜⾊
GLboolean  useConstantColor;
//不提供每一个顶点颜色数据时使用常量颜⾊
GLKVector4  constantColor; 
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8. 准备绘制效果

//准备渲染效果
- (void) prepareToDraw;
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