使用GLKit绘制一个旋转的正方体

实现效果

准备工作

1. 本地工程放一个图片用来将图片贴在正方体面上，这里工程用的是daitu.png,
2. 定义一个顶点数据的结构体，用来存储顶点、纹理、法线坐标
3. 这里修改ViewController 继承类，继承GLKViewController（也可以不继承，不继承也可以但是需要遵循代理实现代理方法（继承了就直接实现代理方法就好））

绘制流程

实现代码

#import "ViewController.h"
#import <OpenGLES/ES3/gl.h>
#import <OpenGLES/ES3/glext.h>

static NSInteger const kCoordCount = 36;
typedef struct {
    GLKVector3 positionCoord;   //顶点坐标
    GLKVector2 textureCoord;    //纹理坐标
    GLKVector3 normal;          //法线（计算光照的时候会用到法线叉乘能获取到法线）
} FBVertex;


@interface ViewController ()
{
    EAGLContext *context;
    GLKBaseEffect *cEffect;
}
@property (nonatomic, assign) FBVertex *vertices;
@property (nonatomic, strong) CADisplayLink *displayLink;
@property (nonatomic, strong) GLKView *glkview;
@property (nonatomic, assign) NSInteger angle;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    
    //1.OpenGL ES 相关初始化
    [self setUpConfig];
    
    //2.加载顶点/纹理坐标数据
    [self setUpVertexData];
    
    //3.加载纹理数据(使用GLBaseEffect)
    [self setUpTexture];
    
    [self addCADisplayLink];
}

#pragma mark -- OpenGL ES setUp

-(void)setUpTexture
{
    //1.获取纹理图片路径
    NSString *filePath = [[NSBundle mainBundle]pathForResource:@"daitu" ofType:@"jpg"];
    
    //2.设置纹理参数
    //纹理坐标原点是左下角,但是图片显示原点应该是左上角.
    NSDictionary *options = [NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:@(1),GLKTextureLoaderOriginBottomLeft, nil];
    
    GLKTextureInfo *textureInfo = [GLKTextureLoader textureWithContentsOfFile:filePath options:options error:nil];
    
    //3.使用苹果GLKit 提供GLKBaseEffect 完成着色器工作(顶点/片元)
    cEffect = [[GLKBaseEffect alloc]init];
//    cEffect.texture2d0.enabled = GL_TRUE;
    cEffect.texture2d0.name = textureInfo.name;
    cEffect.texture2d0.target = textureInfo.target;
    //开启光照效果
    cEffect.light0.enabled = YES;
    //漫反射颜色
    cEffect.light0.diffuseColor = GLKVector4Make(1, 1, 1, 1);
    //光源位置
    cEffect.light0.position = GLKVector4Make(-0.5, -0.5, 5, 1);
}

-(void)setUpVertexData
{
    //1.设置顶点数组(顶点坐标,纹理坐标)
    /*
     纹理坐标系取值范围[0,1];原点是左下角(0,0);
     故而(0,0)是纹理图像的左下角, 点(1,1)是右上角.
     */
     //8. 开辟顶点数据空间(数据结构SenceVertex 大小 * 顶点个数kCoordCount)
   self.vertices = malloc(sizeof(FBVertex) * kCoordCount);
   
   // 前面
   self.vertices[0] = (FBVertex){{-0.5, 0.5, 0.5}, {0, 1}, {0, 0, 1}};
   self.vertices[1] = (FBVertex){{-0.5, -0.5, 0.5}, {0, 0}, {0, 0, 1}};
   self.vertices[2] = (FBVertex){{0.5, 0.5, 0.5}, {1, 1}, {0, 0, 1}};
   self.vertices[3] = (FBVertex){{-0.5, -0.5, 0.5}, {0, 0}, {0, 0, 1}};
   self.vertices[4] = (FBVertex){{0.5, 0.5, 0.5}, {1, 1}, {0, 0, 1}};
   self.vertices[5] = (FBVertex){{0.5, -0.5, 0.5}, {1, 0}, {0, 0, 1}};
   
   // 上面
   self.vertices[6] = (FBVertex){{0.5, 0.5, 0.5}, {1, 1}, {0, 1, 0}};
   self.vertices[7] = (FBVertex){{-0.5, 0.5, 0.5}, {0, 1}, {0, 1, 0}};
   self.vertices[8] = (FBVertex){{0.5, 0.5, -0.5}, {1, 0}, {0, 1, 0}};
   self.vertices[9] = (FBVertex){{-0.5, 0.5, 0.5}, {0, 1}, {0, 1, 0}};
   self.vertices[10] = (FBVertex){{0.5, 0.5, -0.5}, {1, 0}, {0, 1, 0}};
   self.vertices[11] = (FBVertex){{-0.5, 0.5, -0.5}, {0, 0}, {0, 1, 0}};
   
   // 下面
   self.vertices[12] = (FBVertex){{0.5, -0.5, 0.5}, {1, 1}, {0, -1, 0}};
   self.vertices[13] = (FBVertex){{-0.5, -0.5, 0.5}, {0, 1}, {0, -1, 0}};
   self.vertices[14] = (FBVertex){{0.5, -0.5, -0.5}, {1, 0}, {0, -1, 0}};
   self.vertices[15] = (FBVertex){{-0.5, -0.5, 0.5}, {0, 1}, {0, -1, 0}};
   self.vertices[16] = (FBVertex){{0.5, -0.5, -0.5}, {1, 0}, {0, -1, 0}};
   self.vertices[17] = (FBVertex){{-0.5, -0.5, -0.5}, {0, 0}, {0, -1, 0}};
   
   // 左面
   self.vertices[18] = (FBVertex){{-0.5, 0.5, 0.5}, {1, 1}, {-1, 0, 0}};
   self.vertices[19] = (FBVertex){{-0.5, -0.5, 0.5}, {0, 1}, {-1, 0, 0}};
   self.vertices[20] = (FBVertex){{-0.5, 0.5, -0.5}, {1, 0}, {-1, 0, 0}};
   self.vertices[21] = (FBVertex){{-0.5, -0.5, 0.5}, {0, 1}, {-1, 0, 0}};
   self.vertices[22] = (FBVertex){{-0.5, 0.5, -0.5}, {1, 0}, {-1, 0, 0}};
   self.vertices[23] = (FBVertex){{-0.5, -0.5, -0.5}, {0, 0}, {-1, 0, 0}};
   
   // 右面
   self.vertices[24] = (FBVertex){{0.5, 0.5, 0.5}, {1, 1}, {1, 0, 0}};
   self.vertices[25] = (FBVertex){{0.5, -0.5, 0.5}, {0, 1}, {1, 0, 0}};
   self.vertices[26] = (FBVertex){{0.5, 0.5, -0.5}, {1, 0}, {1, 0, 0}};
   self.vertices[27] = (FBVertex){{0.5, -0.5, 0.5}, {0, 1}, {1, 0, 0}};
   self.vertices[28] = (FBVertex){{0.5, 0.5, -0.5}, {1, 0}, {1, 0, 0}};
   self.vertices[29] = (FBVertex){{0.5, -0.5, -0.5}, {0, 0}, {1, 0, 0}};
   
   // 后面
   self.vertices[30] = (FBVertex){{-0.5, 0.5, -0.5}, {0, 1}, {0, 0, -1}};
   self.vertices[31] = (FBVertex){{-0.5, -0.5, -0.5}, {0, 0}, {0, 0, -1}};
   self.vertices[32] = (FBVertex){{0.5, 0.5, -0.5}, {1, 1}, {0, 0, -1}};
   self.vertices[33] = (FBVertex){{-0.5, -0.5, -0.5}, {0, 0}, {0, 0, -1}};
   self.vertices[34] = (FBVertex){{0.5, 0.5, -0.5}, {1, 1}, {0, 0, -1}};
   self.vertices[35] = (FBVertex){{0.5, -0.5, -0.5}, {1, 0}, {0, 0, -1}};
 
    /*
     顶点数组: 开发者可以选择设定函数指针，在调用绘制方法的时候，直接由内存传入顶点数据，也就是说这部分数据之前是存储在内存当中的，被称为顶点数组
     
     顶点缓存区: 性能更高的做法是，提前分配一块显存，将顶点数据预先传入到显存当中。这部分的显存，就被称为顶点缓冲区
     */
    
    //2.开辟顶点缓存区
    //(1).创建顶点缓存区标识符ID
    GLuint bufferID;
    glGenBuffers(1, &bufferID);
    //(2).绑定顶点缓存区.(明确作用)
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, bufferID);
    //(3).将顶点数组的数据copy到顶点缓存区中(GPU显存中)
    GLsizeiptr bufferSizeBytes = sizeof(FBVertex) * kCoordCount;
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, bufferSizeBytes, self.vertices, GL_STATIC_DRAW);
    
    //3.打开读取通道.
    /*
     (1)在iOS中, 默认情况下，出于性能考虑，所有顶点着色器的属性（Attribute）变量都是关闭的.
     意味着,顶点数据在着色器端(服务端)是不可用的. 即使你已经使用glBufferData方法,将顶点数据从内存拷贝到顶点缓存区中(GPU显存中).
     所以, 必须由glEnableVertexAttribArray 方法打开通道.指定访问属性.才能让顶点着色器能够访问到从CPU复制到GPU的数据.
     注意: 数据在GPU端是否可见，即，着色器能否读取到数据，由是否启用了对应的属性决定，这就是glEnableVertexAttribArray的功能，允许顶点着色器读取GPU（服务器端）数据。
   
    (2)方法简介
    glVertexAttribPointer (GLuint indx, GLint size, GLenum type, GLboolean normalized, GLsizei stride, const GLvoid* ptr)
   
    功能: 上传顶点数据到显存的方法（设置合适的方式从buffer里面读取数据）
    参数列表:
        index,指定要修改的顶点属性的索引值,例如
        size, 每次读取数量。（如position是由3个（x,y,z）组成，而颜色是4个（r,g,b,a）,纹理则是2个.）
        type,指定数组中每个组件的数据类型。可用的符号常量有GL_BYTE, GL_UNSIGNED_BYTE, GL_SHORT,GL_UNSIGNED_SHORT, GL_FIXED, 和 GL_FLOAT，初始值为GL_FLOAT。
        normalized,指定当被访问时，固定点数据值是否应该被归一化（GL_TRUE）或者直接转换为固定点值（GL_FALSE）
        stride,指定连续顶点属性之间的偏移量。如果为0，那么顶点属性会被理解为：它们是紧密排列在一起的。初始值为0
        ptr指定一个指针，指向数组中第一个顶点属性的第一个组件。初始值为0
     */
    
    //顶点坐标数据
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribPosition);
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribPosition, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(FBVertex), NULL + offsetof(FBVertex, positionCoord));
    
    
    //纹理坐标数据
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribTexCoord0);
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribTexCoord0, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(FBVertex), NULL + offsetof(FBVertex, textureCoord));
    
    //发现坐标数据
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribNormal);
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribNormal, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(FBVertex), NULL+offsetof(FBVertex, normal));
 
}

-(void)setUpConfig
{
    //1.初始化上下文&设置当前上下文
    /*
     EAGLContext 是苹果iOS平台下实现OpenGLES 渲染层.
     kEAGLRenderingAPIOpenGLES1 = 1, 固定管线
     kEAGLRenderingAPIOpenGLES2 = 2,
     kEAGLRenderingAPIOpenGLES3 = 3,
     */
    context = [[EAGLContext alloc]initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES3];
    //判断context是否创建成功
    if (!context) {
        NSLog(@"Create ES context Failed");
    }
    //设置当前上下文
    [EAGLContext setCurrentContext:context];
    
    //2.获取GLKView & 设置context
    self.glkview =(GLKView *) self.view;
    self.glkview.context = context;
    
    /*3.配置视图创建的渲染缓存区.
     
     (1). drawableColorFormat: 颜色缓存区格式.
     简介:  OpenGL ES 有一个缓存区，它用以存储将在屏幕中显示的颜色。你可以使用其属性来设置缓冲区中的每个像素的颜色格式。
     
     GLKViewDrawableColorFormatRGBA8888 = 0,
     默认.缓存区的每个像素的最小组成部分（RGBA）使用8个bit，（所以每个像素4个字节，4*8个bit）。
     
     GLKViewDrawableColorFormatRGB565,
     如果你的APP允许更小范围的颜色，即可设置这个。会让你的APP消耗更小的资源（内存和处理时间）
     
     (2). drawableDepthFormat: 深度缓存区格式
     
     GLKViewDrawableDepthFormatNone = 0,意味着完全没有深度缓冲区
     GLKViewDrawableDepthFormat16,
     GLKViewDrawableDepthFormat24,
     如果你要使用这个属性（一般用于3D游戏），你应该选择GLKViewDrawableDepthFormat16
     或GLKViewDrawableDepthFormat24。这里的差别是使用GLKViewDrawableDepthFormat16
     将消耗更少的资源
     
     */
    
    //3.配置视图创建的渲染缓存区.
    self.glkview.drawableColorFormat = GLKViewDrawableColorFormatRGBA8888;
    self.glkview.drawableDepthFormat = GLKViewDrawableDepthFormat16;
    //默认是(0, 1)，这里用于翻转 z 轴，使正方形朝屏幕外
    glDepthRangef(1, 0);
    
    //4.设置背景颜色
    glClearColor(0, 0, 0, 1.0);
}

#pragma mark -- GLKViewDelegate
//绘制视图的内容
/*
 GLKView对象使其OpenGL ES上下文成为当前上下文，并将其framebuffer绑定为OpenGL ES呈现命令的目标。然后，委托方法应该绘制视图的内容。
*/
- (void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect
{
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    //1.
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    
    //2.准备绘制
    [cEffect prepareToDraw];
    
    //3.开始绘制
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36);
    
}

-(void) addCADisplayLink{
   
    //定时器的效果
    self.angle = 0;
    self.displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(update)];
    [self.displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSRunLoopCommonModes];
}

#pragma mark - update
- (void)update {
   
    //1.计算旋转度数
    self.angle = (self.angle + 5) % 360;
    //2.修改baseEffect.transform.modelviewMatrix
    cEffect.transform.modelviewMatrix = GLKMatrix4MakeRotation(GLKMathDegreesToRadians(self.angle), 0.3, 0.3, 0.3);
    //3.重新渲染
    [self.glkview display];
}