OpenGL ES 实践教程（三）镜子效果

这一篇介绍 帧缓存 、 Eye坐标系 、 OpenGL ES调试技巧 。

核心思路

1、定义两个着色器，mBaseEffect用于渲染四棱锥，包括渲染到屏幕和自定义帧缓存；mMirrorEffect用于渲染镜子。
2、渲染mBaseEffect到自定义帧缓存，设置mMirrorEffect纹理为自定义帧缓存，渲染mMirrorEffect的镜子效果，再绘制mBaseEffect到屏幕的图形。

效果展示

具体细节

1、帧缓存

OpenGL ES的绘制都是输出到帧缓存，GLKView的帧缓存会显示到屏幕。
- (void)extraInitWithWidth:(GLint)width height:(GLint)height;介绍了如何初始化一个帧缓存。
最关键的一个函数
glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_TEXTURE_2D, self.mExtraTexture, 0);
表示把之前创建的纹理挂载到帧缓存的颜色输出。

下面是渲染的代码：

1、绑定帧缓存；2、清理上次绘制的颜色和缓冲区；3、绘制图形；4、设置mMirrorEffect的纹理；- (void)renderFBO {    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, self.mExtraFBO);    //如果视口和主缓存的不同，需要根据当前的大小调整，同时在下面的绘制时需要调整glviewport    //    glViewport(0, 0, const_length, const_length)    glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);    [self.mEffect prepareToDraw];    glDrawElements(GL_TRIANGLES, self.mCount, GL_UNSIGNED_INT, 0);    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, self.mDefaultFBO);    self.mMirrorEffect.texture2d0.name = self.mExtraTexture;}

在开始绘制mBaseEffect到屏幕的图形之前， 切记添加
[((GLKView *) self.view) bindDrawable];

2、eye坐标系

OpenGL ES的坐标变换

如上图，eye坐标系存在ModelViewTransform到ProjectionTransform过程中，表现在代码就是self.mMirrorEffect.transform.modelviewMatrix的矩阵。
GLKit提供了GLKMatrix4MakeLookAt方法来创建一个modelviewMatrix矩阵。

GLKMatrix4 GLKMatrix4MakeLookAt(float eyeX, float eyeY, float eyeZ,float centerX, float centerY, float centerZ,float upX, float upY, float upZ)

此方法表示eye在（eyeX，eyeY，eyeZ）的坐标，望向（centerX，centerY，centerZ），同时eye坐标系的y轴正方向为（upX，upY，upZ）。
demo中的世界坐标系如下，正方体的长度为1，镜子的长度为2。

正方体的绘制采用普通的平移、旋转的方式，如下

    GLKMatrix4 modelViewMatrix = GLKMatrix4Translate(GLKMatrix4Identity, 0.0f, 0.0f, -4.0f);    modelViewMatrix = GLKMatrix4RotateX(modelViewMatrix, self.mDegreeX);    modelViewMatrix = GLKMatrix4RotateY(modelViewMatrix, self.mDegreeY);    modelViewMatrix = GLKMatrix4RotateZ(modelViewMatrix, self.mDegreeZ);    self.mEffect.transform.modelviewMatrix = modelViewMatrix;

镜子的绘制采用的GLKMatrix4MakeLookAt的方式，如下

    self.mMirrorEffect.transform.modelviewMatrix = GLKMatrix4MakeLookAt(0.0, 3.0, 2.0,                                                                        0.0, 0.0, -1.0,                                                                        0, 0, 1);

思考：如何按照eye坐标系来理解正方体的绘制？
By default (with identity matrices) the camera is at (0,0,0) and looks along (0,0,-1) into the screen.
正方体相当于先旋转、再平移(0.0f, 0.0f, -4.0f)，出现在eye在（0，0，0）望向（0，0，-1）的平截体中；
镜子相当于在原坐标，出现在 eye在(0.0, 3.0, 2.0)的位置望向(0.0, 0.0, -1.0)的平截体中；

3、调试技巧A

OpenGL ES在实现过程中难免会遇到问题，这个demo在实现过程亦是。
授人以鱼不如授人以渔，这次不说遇到的问题，来看看如何调试OpenGL ES。

• 1、连上iPhone，在真机上运行demo；（注意，模拟器无效）

• 2、点击这里

  

• 3、出现OpenGL ES的调试画面

  

  思考：如何使用？
  这里是个人的使用方式，不一定正确，有疑问可以看苹果的教程。
  方法1：按照左边的指令，对于每一个指令，查看gl状态中是否符合预期；
  方法2：根据gl的绘制流程，分别查看顶点分配、顶点数据、纹理数据是否正常，再看看绘制到的缓冲区是否正常；

3、调试技巧B

• 1、打开instruments

  

• 2、进入instruments调试工具，这里可以看到许多仍可以优化的地方。
  除了做性能优化，有时候实在debug不到问题所在，进入这里看看会有意想不到的收获。

  

总结

学习OpenGL ES不亚于重新学习一门语言，目前介绍的大都是语法相关，附带简单的空间几何知识。
待得基础扎实，再学习图像相关的算法。
代码地址

文／落影loyinglin

关键字：产品经理, float

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