6.9 CAEAGLLayer

2021-09-14 16:22 更新

CAEAGLLayer

当iOS要处理高性能图形绘制,必要时就是OpenGL。应该说它应该是最后的杀手锏,至少对于非游戏的应用来说是的。因为相比Core Animation和UIkit框架,它不可思议地复杂。

OpenGL提供了Core Animation的基础,它是底层的C接口,直接和iPhone,iPad的硬件通信,极少地抽象出来的方法。OpenGL没有对象或是图层的继承概念。它只是简单地处理三角形。OpenGL中所有东西都是3D空间中有颜色和纹理的三角形。用起来非常复杂和强大,但是用OpenGL绘制iOS用户界面就需要很多很多的工作了。

为了能够以高性能使用Core Animation,你需要判断你需要绘制哪种内容(矢量图形,例子,文本,等等),但后选择合适的图层去呈现这些内容,Core Animation中只有一些类型的内容是被高度优化的;所以如果你想绘制的东西并不能找到标准的图层类,想要得到高性能就比较费事情了。

因为OpenGL根本不会对你的内容进行假设,它能够绘制得相当快。利用OpenGL,你可以绘制任何你知道必要的集合信息和形状逻辑的内容。所以很多游戏都喜欢用OpenGL(这些情况下,Core Animation的限制就明显了:它优化过的内容类型并不一定能满足需求),但是这样依赖,方便的高度抽象接口就没了。

在iOS 5中,苹果引入了一个新的框架叫做GLKit,它去掉了一些设置OpenGL的复杂性,提供了一个叫做CLKViewUIView的子类,帮你处理大部分的设置和绘制工作。前提是各种各样的OpenGL绘图缓冲的底层可配置项仍然需要你用CAEAGLLayer完成,它是CALayer的一个子类,用来显示任意的OpenGL图形。

大部分情况下你都不需要手动设置CAEAGLLayer(假设用GLKView),过去的日子就不要再提了。特别的,我们将设置一个OpenGL ES 2.0的上下文,它是现代的iOS设备的标准做法。

尽管不需要GLKit也可以做到这一切,但是GLKit囊括了很多额外的工作,比如设置顶点和片段着色器,这些都以类C语言叫做GLSL自包含在程序中,同时在运行时载入到图形硬件中。编写GLSL代码和设置EAGLayer没有什么关系,所以我们将用GLKBaseEffect类将着色逻辑抽象出来。其他的事情,我们还是会有以往的方式。

在开始之前,你需要将GLKit和OpenGLES框架加入到你的项目中,然后就可以实现清单6.14中的代码,里面是设置一个GAEAGLLayer的最少工作,它使用了OpenGL ES 2.0 的绘图上下文,并渲染了一个有色三角(见图6.15).

清单6.14 用CAEAGLLayer绘制一个三角形

#import "ViewController.h"
#import 
#import 

@interface ViewController ()

@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *glView;
@property (nonatomic, strong) EAGLContext *glContext;
@property (nonatomic, strong) CAEAGLLayer *glLayer;
@property (nonatomic, assign) GLuint framebuffer;
@property (nonatomic, assign) GLuint colorRenderbuffer;
@property (nonatomic, assign) GLint framebufferWidth;
@property (nonatomic, assign) GLint framebufferHeight;
@property (nonatomic, strong) GLKBaseEffect *effect;

@end

@implementation ViewController

- (void)setUpBuffers
{
    //set up frame buffer
    glGenFramebuffers(1, &_framebuffer);
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, _framebuffer);

    //set up color render buffer
    glGenRenderbuffers(1, &_colorRenderbuffer);
    glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, _colorRenderbuffer);
    glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_RENDERBUFFER, _colorRenderbuffer);
    [self.glContext renderbufferStorage:GL_RENDERBUFFER fromDrawable:self.glLayer];
    glGetRenderbufferParameteriv(GL_RENDERBUFFER, GL_RENDERBUFFER_WIDTH, &_framebufferWidth);
    glGetRenderbufferParameteriv(GL_RENDERBUFFER, GL_RENDERBUFFER_HEIGHT, &_framebufferHeight);

    //check success
    if (glCheckFramebufferStatus(GL_FRAMEBUFFER) != GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE) {
        NSLog(@"Failed to make complete framebuffer object: %i", glCheckFramebufferStatus(GL_FRAMEBUFFER));
    }
}

- (void)tearDownBuffers
{
    if (_framebuffer) {
        //delete framebuffer
        glDeleteFramebuffers(1, &_framebuffer);
        _framebuffer = 0;
    }

    if (_colorRenderbuffer) {
        //delete color render buffer
        glDeleteRenderbuffers(1, &_colorRenderbuffer);
        _colorRenderbuffer = 0;
    }
}

- (void)drawFrame {
    //bind framebuffer & set viewport
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, _framebuffer);
    glViewport(0, 0, _framebufferWidth, _framebufferHeight);

    //bind shader program
    [self.effect prepareToDraw];

    //clear the screen
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);

    //set up vertices
    GLfloat vertices[] = {
        -0.5f, -0.5f, -1.0f, 0.0f, 0.5f, -1.0f, 0.5f, -0.5f, -1.0f,
    };

    //set up colors
    GLfloat colors[] = {
        0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,
    };

    //draw triangle
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribPosition);
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribColor);
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribPosition, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vertices);
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribColor,4, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, colors);
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

    //present render buffer
    glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, _colorRenderbuffer);
    [self.glContext presentRenderbuffer:GL_RENDERBUFFER];
}

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    //set up context
    self.glContext = [[EAGLContext alloc] initWithAPI: kEAGLRenderingAPIOpenGLES2];
    [EAGLContext setCurrentContext:self.glContext];

    //set up layer
    self.glLayer = [CAEAGLLayer layer];
    self.glLayer.frame = self.glView.bounds;
    [self.glView.layer addSublayer:self.glLayer];
    self.glLayer.drawableProperties = @{kEAGLDrawablePropertyRetainedBacking:@NO, kEAGLDrawablePropertyColorFormat: kEAGLColorFormatRGBA8};

    //set up base effect
    self.effect = [[GLKBaseEffect alloc] init];

    //set up buffers
    [self setUpBuffers];

    //draw frame
    [self drawFrame];
}

- (void)viewDidUnload
{
    [self tearDownBuffers];
    [super viewDidUnload];
}

- (void)dealloc
{
    [self tearDownBuffers];
    [EAGLContext setCurrentContext:nil];
}
@end

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