写在前面

因为做的摄像头相关工作，工作中常用到OpenGL去做视频渲染，图形变换等，虽说满足了开发需求，但是自己对于OpenGL的学习一直没有很系统完善，属于需求驱动学习。所以才有了这个开篇

OpenGL ES的开始学习必然是有一点点枯燥和难理解的哈，没有C语言编程基础的童鞋，初次接触C接口编程会有一点疑惑，但是没关系，所谓孰能生巧，多思考，练习即可。

学习书籍这块：

OpenGL ES应用开发实践指南：iOS卷
红宝书 OpenGL Programming Guide，出到第八版
蓝宝书 OpenGL SuperBible，出到第六版

入门教程以及demo代码主要来源于《OpenGL ES应用开发实践指南：iOS卷》

1.OpenGL ES概述

关于概念介绍我就贴上百度了哈（哈哈，偷懒一下） OpenGL ES百度百科

OK，OpenGL是用于2D/3D图形编程的一套基于C语言的统一接口，在桌面windows，Mac，Linux/Unix上均可兼容。

OpenGL ES是在OpenGL嵌入式设备上面的版本，也就是安卓/iPhone，其他嵌入式等移动设备的编程规范。（除此之外，在web上也有相应的WebGL）

现在在iOS平台上目前支持的OpenGL版本有

OpenGL1.0
OpenGL2.0
OpenGL3.0

后面的教程均基于OpenGL2.0环境下。（其中1.0版本基本已经不再使用了。）

从上面的简单介绍我们知道了OpenGL ES是做图形编程的，下图摘自苹果的官方介绍: OpenGL ES Programming Guide

可以看到我们通过OpenGL ES驱动gpu图形处理器实现图形编程。

发散小思考: OpenGL ES作为iOS相对底层库，可以完成2D/3D图形渲染，那么我们平常的UIView也可以基于CoreAnimation完成3D动画，图形显示，那么UIView和OpenGL有什么内在关系呢，我们的iPhone最终是怎么完成图像显示的呢？

从上图可以看到core animation Layers就是通过OpenGL ES绘制最后混合，然后通过帧缓存显示到屏幕上的。

2.iOS OpenGL ES最简单的实践

OK，由于是开篇，下面我们通过一个简单的例子完成一个三角形的绘制在这里我们使用GLkit：这是苹果做的一层封装，可以简化在iOS下OPENGL ES代码。

至于GLkit具体做了什么，后面随着我们深入学习可以再回头来看，后面会编写不使用GLkit的demo，可以通过比对来看到底优化了哪些流程，这里暂时只需要记住使用GLkit可以简化代码。

GLKViewController：UIViewController的子类，接收当视图需要重绘时的消息
GLKView：UIView的子类，简化了通过用Core Animation层来自动创建并管理帧缓存和渲染缓存共享内存所需要做的工作。

创建OpenGL ES上下文创建一个GLKViewController，在ViewdidLoad生命周期中：

    GLKView *view  = (GLKView *)self.view;
    //创建OpenGL ES2.0上下文
    view.context = [[EAGLContext alloc]initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES2];
    //设置当前上下文
    [EAGLContext setCurrentContext:view.context];

声明一个GLKBaseEffect属性

@property (nonatomic,strong)GLKBaseEffect *baseEffect;

并且在ViewDidLoad实例化

  self.baseEffect = [[GLKBaseEffect alloc]init];
//使用静态颜色绘制
  self.baseEffect.useConstantColor = GL_TRUE;
//设置默认绘制颜色，参数分别是 RGBA
  self.baseEffect.constantColor = GLKVector4Make(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);
   //设置背景色为黑色
   glClearColor(0.0f,0.0f,0.0f,1.0f);

GLKBaseEffect使我们不需要编写shader Language代码就可以简单完成图形绘制，关于Shader Language后面再讲解学习

顶点数据我们需要绘制一个三角形自然需要三个顶点，OpenGL ES采用的笛卡尔坐标系

//顶点结构体
typedef struct{
    GLKVector3 positionCoords;
}sceneVertex;

//三角形的三个顶点
static const sceneVertex vertices[] = {
    {{-0.5f,-0.5f,0.0}},
    {{0.5f,-0.5f,0.0}},
    {{-0.5f,0.5f,0.0}},
};

生成缓存并且为缓存提供数据，这是最重要的一步

//声明缓存ID属性
@property (nonatomic,assign)GLuint *vertextBufferID;

  //viewdidload中生成并绑定缓存数据
  glGenBuffers(1, &vertextBufferID);
  glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vertextBufferID); //绑定指定标识符的缓存为当前缓存
  glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

glGenBuffers申请一个标识符
glBindBuffer 将标识符绑定到GL_ARRAY_BUFFER
glBufferData复制顶点数据从CPU到GPU

接下来在GLKViewController的 -(void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect 代理方法中

- (void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect{
    [self.baseEffect prepareToDraw];
    
    //Clear Frame Buffer
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    
    //开启缓存
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribPosition);
    
    //设置缓存数据指针
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribPosition,
                          3,
                          GL_FLOAT,
                          GL_FALSE, //小数点固定数据是否被改变
                          sizeof(sceneVertex),
                          NULL);  //从开始位置
    //绘图
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES,
                 0,
                 3);

}

glEnableVertexAttribArray 开启对应的顶点缓存属性
glVertexAttribPointer 设置指针从顶点数组中读取数据
glDrawArrays 绘制图形

释放缓存数据在dealloc方法中释放掉缓存数据

- (void)dealloc{
    GLKView *view = (GLKView *)self.view;
    [EAGLContext setCurrentContext:view.context];
    if ( 0 != vertextBufferID) {
        glDeleteBuffers(1,
                        &vertextBufferID);
        vertextBufferID = 0;
    }
}

最后的运行结果图如下

拓展小问题：1. 如何将背景色改成红色 2. 如何将三角形颜色改成黑色，而不是现在的白色

(void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect是GLKViewController系统给我们回调的绘制消息，该方法会一直被调用，和display方法一致

EAGLContext上下文本质上是个状态机，只有在当前上下文下，Opengl ES API调用才会生效

3.总结：创建缓存数据并完成最终渲染显示的七个步骤

生成: glGenBuffers()
绑定缓存数据: glBindBuffer()
缓存数据:glBufferData()
启用:glEnableVertexAttribArray()
设置指针:glVertexAttribPointer()
绘图:glDrawArrays()
删除:glDeleteBuffers()

好了，就此我们就使用OpenGL ES完成了一个最简单的绘制demo，初次学习OpenGL ES肯定对其中概念会有很多疑问，这都没关系，我们先熟悉一下，随着后续的学习再回来看这些疑问。

2017-0413更新： Demo代码地址：LearnOpenGLESDemo

参考书籍：1. OpenGL ES应用开发实践指南：iOS卷