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怎么在别人网站上做锚文本链接,替别人做网站,网站设计与网页建设,免费好用的ip代理系列文章目录 LearnOpenGL 笔记 - 入门 01 OpenGLLearnOpenGL 笔记 - 入门 02 创建窗口LearnOpenGL 笔记 - 入门 03 你好#xff0c;窗口LearnOpenGL 笔记 - 入门 04 你好#xff0c;三角形OpenGL - 如何理解 VAO 与 VBO 之间的关系LearnOpenGL - Android OpenGL ES 3.0 绘制…系列文章目录 LearnOpenGL 笔记 - 入门 01 OpenGLLearnOpenGL 笔记 - 入门 02 创建窗口LearnOpenGL 笔记 - 入门 03 你好窗口LearnOpenGL 笔记 - 入门 04 你好三角形OpenGL - 如何理解 VAO 与 VBO 之间的关系LearnOpenGL - Android OpenGL ES 3.0 绘制三角形 文章目录 系列文章目录一、前言二、数据流顶点着色器到片元着色器2.1 顶点着色器直观解释示例执行流程 2.2 片元着色器片元着色器执行次数示例片元着色器代码示例渲染流程总结 2.3 顶点着色器到片元着色器 三、纹理绘制流程3.1 顶点着色器3.2 片元着色器3.3 验证着色器3.4 代码编写prepare函数1. 编译着色器2. 准备顶点缓冲区3. 生成VAO、VBO和EBO4. 绑定并设置VAO5. 设置VBO数据6. 设置EBO数据7. 设置VAO属性8. 解绑VAO9. 准备纹理10. 设置纹理过滤11. 设置纹理图像数据12. 解绑纹理13. 使用着色器程序并设置纹理位置 draw函数1. 清除颜色缓冲区2. 绑定VAO3. 激活并绑定纹理4. 绘制元素5. 解绑VAO 四、其他问题4.1 为什么图片填充至纹理后是颠倒的参考 一、前言 在 LearnOpenGL - Android OpenGL ES 3.0 绘制三角形 中我们学会了如何在 Android 下搭建 GLES 环境并绘制三角形。本文我们将讨论如何绘制纹理。 本文代码在 TextureDrawer 二、数据流顶点着色器到片元着色器 在进入具体的代码细节先我想说明顶点着色器与片元着色器是如何工作的它们之间是如何联系在一起的它们的输入和输出分别是什么。 2.1 顶点着色器 顶点着色器的输入是顶点属性。这些属性通常包括顶点的位置、颜色、法线、纹理坐标等。顶点着色器处理这些输入并生成顶点的输出这些输出通常会被传递给片元着色器。、 如果有 4 个顶点那么顶点着色器会被执行 4 次。每次执行时顶点着色器都会处理一个顶点的属性并生成对应的输出。下面是一个更详细的解释 直观解释 顶点数据: 你定义了一组顶点数据。例如假设你有一个包含 4 个顶点的简单模型每个顶点都有位置和颜色属性。 顶点着色器执行: 当你开始渲染这个模型时渲染管线会将顶点数据传递给顶点着色器。顶点着色器会为每个顶点单独执行一次。因此如果有 4 个顶点顶点着色器会执行 4 次。每次执行时顶点着色器都会读取一个顶点的属性数据例如位置和颜色进行必要的处理例如变换位置传递颜色并生成对应的输出。
示例 假设你有以下顶点数据每个顶点包含位置和颜色 GLfloat vertices[] {// 位置 // 颜色0.0f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, // 顶点 1: 红色-0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, // 顶点 2: 绿色0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, // 顶点 3: 蓝色0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f // 顶点 4: 黄色 };对于这些顶点数据顶点着色器类似于以下内容 #version 300 es layout(location 0) in vec3 aPosition; // 顶点位置 layout(location 1) in vec4 aColor; // 顶点颜色out vec4 vColor; // 传递给片元着色器的输出变量void main() {gl_Position vec4(aPosition, 1.0); // 将顶点位置转换为齐次坐标vColor aColor; // 将顶点颜色传递给片元着色器 }执行流程 第一次执行: 处理第一个顶点输入 aPosition vec3(0.0, 0.5, 0.0)aColor vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0)。第二次执行: 处理第二个顶点输入 aPosition vec3(-0.5, -0.5, 0.0)aColor vec4(0.0, 1.0, 0.0, 1.0)。第三次执行: 处理第三个顶点输入 aPosition vec3(0.5, -0.5, 0.0)aColor vec4(0.0, 0.0, 1.0, 1.0)。第四次执行: 处理第四个顶点输入 aPosition vec3(0.5, 0.5, 0.0)aColor vec4(1.0, 1.0, 0.0, 1.0)。 每次执行时顶点着色器根据输入的顶点属性计算输出的 gl_Position 和 vColor。这些输出随后传递给后续的渲染管线阶段例如图元装配、光栅化和片元着色器。 2.2 片元着色器 片元着色器的执行次数取决于最终渲染到屏幕上的像素数量而不是输入的顶点数量。片元着色器会为每个生成的片元像素执行一次。具体执行次数取决于渲染的几何图形覆盖的屏幕区域。以下是详细的解释 片元着色器执行次数 图元的类型: 图元类型可以是点、线、三角形等。通常情况下渲染的是三角形。 图元覆盖的屏幕区域: 图元被光栅化rasterized成片元。每个片元对应屏幕上的一个像素。 片元着色器执行: 片元着色器会为每个片元像素执行一次。如果一个三角形覆盖了 100 个像素片元着色器就会执行 100 次。
示例 假设我们有一个包含 4 个顶点的四边形由两个三角形组成渲染到屏幕上覆盖一定区域。 GLfloat vertices[] {// 位置 // 颜色-0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, // 顶点 1: 红色-0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, // 顶点 2: 绿色0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, // 顶点 3: 蓝色0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f // 顶点 4: 黄色 };GLuint indices[] {0, 1, 2, // 第一个三角形0, 2, 3 // 第二个三角形 };片元着色器代码示例 #version 300 es precision mediump float;in vec4 vColor; // 从顶点着色器传递过来的颜色 out vec4 FragColor; // 输出的片元颜色void main() {FragColor vColor; // 将颜色输出 }渲染流程 顶点着色器阶段: 对每个顶点执行一次共执行 4 次。顶点着色器输出顶点的齐次坐标和颜色。 图元装配和光栅化阶段: 将顶点装配成两个三角形。将两个三角形转换为片元像素。 片元着色器阶段: 每个片元调用一次片元着色器。如果两个三角形覆盖了 200 个像素片元着色器会执行 200 次。
总结 顶点着色器: 执行次数与顶点数量相同每个顶点执行一次。片元着色器: 执行次数与片元像素数量相同每个片元执行一次。 因此片元着色器的执行次数通常远多于顶点着色器的执行次数因为片元数量通常大于顶点数量。具体执行次数取决于渲染的几何图形在屏幕上的覆盖范围。 2.3 顶点着色器到片元着色器 用 WebGL编程指南 中一张图片来总结上面提到的内容
三、纹理绘制流程 先从着色器出发思考如何编写着色器然后根据着色器来编写 OpenGL ES 代码 3.1 顶点着色器 输入为了绘制一张矩形的图片我们需要 4 个顶点每个顶点的属性包括顶点位置和纹理坐标。因此需要定义两个输入。 输出将纹理坐标传递给片元着色器以便在片元着色器中进行纹理采样和其他操作。因此需要定义一个输出。 #version 300 es layout(location 0) in vec4 a_position; layout(location 1) in vec2 a_texcoord; out vec2 v_texcoord; void main() {gl_Position a_position;v_texcoord a_texcoord; }3.2 片元着色器 输入绘制纹理那么自然需要一张纹理此外还有纹理坐标已经被插值过了 输出片元的颜色 #version 300 es uniform sampler2D texture0; in vec2 v_texcoord; out vec4 fragColor; void main(void) {fragColor texture(texture0, v_texcoord); }3.3 验证着色器 在编写 OpenGL ES 代码前让我们先验证下 shader 是否正确这里推荐使用 KodeLife它支持顶点着色器和片元着色器网上很多在线的 shader 网站只支持片元着色器。 本人在 Mac 运行 KodeLife 想要运行上面代码需要做一些修改你需要将 version 信息修改为 “#version 330”接着在 KodeLife 上导入一张纹理即可。 可以看到我们的 shader 能够正常的渲染出图片只是图片颠倒了但这个问题可以在 Android 加载图片的时候进行处理。 3.4 代码编写 完整代码在 TextureDrawer 代码分为两个部分prepare函数和draw函数。 prepare函数 prepare函数用于初始化和准备所有需要的OpenGL资源包括着色器、VAO、VBO、EBO以及纹理。

1. 编译着色器 sharer.prepareShaders() checkGlError(compile shader)调用sharer.prepareShaders()编译着色器并使用checkGlError检查是否有任何OpenGL错误。
2. 准备顶点缓冲区 val vertexBuffer ByteBuffer.allocateDirect(vertices.size * Float.SIZE_BYTES).order(ByteOrder.nativeOrder()).asFloatBuffer().apply {put(vertices)position(0)}创建一个直接字节缓冲区并将顶点数据放入缓冲区中。
3. 生成VAO、VBO和EBO GLES30.glGenVertexArrays(1, vaos) GLES30.glGenBuffers(1, vbos) GLES30.glGenBuffers(1, ebo) checkGlError(gen vertex array and buffer)生成一个VAO一个VBO和一个EBO并检查是否有任何OpenGL错误。
4. 绑定并设置VAO GLES30.glBindVertexArray(vaos[0])绑定生成的VAO。
5. 设置VBO数据 GLES30.glBindBuffer(GLES30.GL_ARRAY_BUFFER, vbos[0]) GLES30.glBufferData(GLES30.GL_ARRAY_BUFFER,Float.SIZE_BYTES * vertices.size,vertexBuffer,GLES30.GL_STATIC_DRAW ) checkGlError(glBufferData)绑定VBO并将顶点数据传递给缓冲区。
6. 设置EBO数据 val indexBuffer ByteBuffer.allocateDirect(indices.size * Int.SIZE_BYTES).order(ByteOrder.nativeOrder()).asIntBuffer().apply {put(indices)position(0)} GLES30.glBindBuffer(GLES30.GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ebo[0]) GLES30.glBufferData(GLES30.GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER,Int.SIZE_BYTES * indices.size,indexBuffer,GLES30.GL_STATIC_DRAW ) checkGlError(glBufferData for indices)创建索引缓冲区并将索引数据传递给EBO。
7. 设置VAO属性 GLES30.glVertexAttribPointer(0, 3, GLES30.GL_FLOAT, false, 5 * Float.SIZE_BYTES, 0) GLES30.glEnableVertexAttribArray(0) GLES30.glVertexAttribPointer(1,2,GLES30.GL_FLOAT,false,5 * Float.SIZE_BYTES,3 * Float.SIZE_BYTES ) GLES30.glEnableVertexAttribArray(1)设置顶点属性指针和启用顶点属性。这里有两个属性位置3个float和纹理坐标2个float。
8. 解绑VAO GLES30.glBindVertexArray(0)解绑VAO。
9. 准备纹理 GLES30.glGenTextures(texIds.capacity(), texIds) checkGlError(glGenTextures) GLES30.glBindTexture(GLES30.GL_TEXTURE_2D, texIds[0]) checkGlError(glBindTexture)生成纹理ID并绑定纹理。
10. 设置纹理过滤 GLES30.glTexParameteri(GLES30.GL_TEXTURE_2D,GLES30.GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GLES30.GL_NEAREST ) GLES30.glTexParameteri(GLES30.GL_TEXTURE_2D, GLES30.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GLES30.GL_LINEAR) checkGlError(glTexParameteri)设置纹理过滤参数。
11. 设置纹理图像数据 val options BitmapFactory.Options() options.inScaled false var bitmap BitmapFactory.decodeResource(context.resources, R.drawable.lye, options) val matrix android.graphics.Matrix() matrix.preScale(1.0f, -1.0f) bitmap android.graphics.Bitmap.createBitmap(bitmap,0,0,bitmap.width,bitmap.height,matrix,false ) GLUtils.texImage2D(GLES30.GL_TEXTURE_2D, 0, bitmap, 0) checkGlError(texImage2D) bitmap.recycle()解码资源中的图片并垂直翻转然后将图像数据传递给纹理。
12. 解绑纹理 GLES30.glBindTexture(GLES30.GL_TEXTURE_2D, 0)解绑纹理。
13. 使用着色器程序并设置纹理位置 sharer.use() sharer.setInt(texture1, 0)使用着色器程序并设置纹理单元。 draw函数 draw函数用于实际绘制帧。
14. 清除颜色缓冲区 GLES30.glClear(GLES30.GL_COLOR_BUFFER_BIT)清除颜色缓冲区。
15. 绑定VAO GLES30.glBindVertexArray(vaos[0])绑定VAO。
16. 激活并绑定纹理 GLES30.glActiveTexture(GLES30.GL_TEXTURE0) GLES30.glBindTexture(GLES30.GL_TEXTURE_2D, texIds[0])激活纹理单元并绑定纹理。
17. 绘制元素 GLES30.glDrawElements(GLES30.GL_TRIANGLES, indices.size, GLES30.GL_UNSIGNED_INT, 0)绘制元素。
18. 解绑VAO GLES30.glBindVertexArray(0)解绑VAO。 四、其他问题 4.1 为什么图片填充至纹理后是颠倒的 我是这么想的图片填充时使用的内存起始地址是图片的左上角然后一行一行地从上到下将数据拷贝到 GPU 纹理上而纹理的起始地址是右下角因为这种差异导致了颠倒。 因此为了让图片正确显示我们可以 在图像加载阶段进行调整在将图像数据传递给OpenGL之前将图像上下翻转。这种方法在代码中已经实现通过Matrix.preScale(1.0f, -1.0f)完成。 // Flip the bitmap vertically val matrix android.graphics.Matrix() matrix.preScale(1.0f, -1.0f) bitmap android.graphics.Bitmap.createBitmap(bitmap,0,0,bitmap.width,bitmap.height,matrix,false )在着色器阶段进行调整在顶点着色器或片段着色器中翻转纹理坐标。 #version 300 eslayout(location 0) in vec4 a_position; layout(location 1) in vec2 a_texcoord;out vec2 v_texcoord;void main() {gl_Position a_position;v_texcoord vec2(a_texcoord.x, 1.0 - a_texcoord.y); // Flip y axis }参考 NDK OpenGLES 3.0 开发二纹理映射