OpenGL 三 - 002、OpenGL 渲染流程圖解

一、OpenGL的渲染流程架構

三種渲染管線的傳遞方式：attribute(屬性)、texture(紋理) 、uniform(統一)

圖元裝配(primitive assembly)：下圖 "OpenGL 基本圖元" 的9中圖元鏈接方式。

片元着色器 --> 逐個片元(片段)操作 --> 幀緩沖區 --> render 顯示器

 二、簡單使用 

1）正投影 2D

　　GLFrumstum::SetOrthographic(GLFloat xMin,GLFloat xMax,GLFloat yMin,GLFloat yMax,GLFloat zMin,GLFloat zMax);// 大小 只要能把要看到的視圖裝進去就可以，具體大小並不影響。

2)透視投影 3D

　　CLFrustum::SetPerspective(float fFov , float fAspect ,float fNear ,float fFar); 

　　/*  GLFrustum類通過setPerspective ⽅方法為我們構建⼀一個平截頭體。 參數:

　　fFov:垂直⽅方向上的視場⻆角度

　　fAspect:窗⼝口的寬度與⾼高度的縱橫⽐比

　　fNear:近裁剪⾯面距離 fFar:遠裁剪⾯面距離 

　　縱橫⽐比 = 寬(w)/⾼高(h)  */

3）存儲着色器初始化 - 了解　　

　　// GLShaderManager 的初始化

　　 GLShaderManager shaderManager;

　　shaderManager.InitializeStockShaders() 

1、單元着色器 GLT_SHADER_IDENTITY

　　GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_IDENTITY,GLfloat vColor[4]);

　　// 參數1：存儲着色器種類 - 單元着色器 GLT_SHADER_IDENTITY　　參數2：顏色

　　// 使用場景：繪制默認OpenGL 坐標系(-1,1)下的圖形，圖形所有片段都會以一種顏色填充

2、平面着色器 GLT_SHADER_FLAT

　　GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_FLAT,GLFloat mvp[16],GLfloat vColor[4]);

　　// 參數1：存儲着色器種類 - 平面着色器 GLT_SHADER_FLAT　參數2：允許變化的4*4矩陣　參數3：顏色

　　// 使用場景：繪制圖形，可以變換(模型/投影變換)

3、上色着色器 GLT_SHADER_SHADER　　

　　GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_SHADER,GLFloat mvp[16]);

　　// 參數1：存儲着色器種類 - 上色着色器 GLT_SHADER_SHADER　參數2：允許變化的4*4矩陣

　　//  使用場景：在繪制圖形時，可以應用變換(模型/投影變換) 顏色將會平滑的插入到頂點之間，稱為平滑着色。

4、默認光源着色器 GLT_SHADER_DEFAULT_LIGHT

　　GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_DEFAULT_LIGHT,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat pMatrix[16],GLfloat vColor[4]);　　

　　/* 參數1: 存儲着色器種類-默認光源着⾊器　GLT_SHADER_DEFAULT_LIGHT　

　　參數2: 模型4*4矩陣　　

　　參數3: 投影4*4矩陣　　

　　參數4: 顏⾊值 */

使⽤用場景: 在繪制圖形時, 可以應⽤用變換(模型/投影變化) 這種着色器會使繪制的圖形產生陰影和光照的效果。

5、點光源着色器 GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIEF

　　GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIEF,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat pMatrix[16],GLfloat vLightPos[3],GLfloat vColor[4]);

　　/* 參數1: 存儲着⾊色器器種類-點光源着⾊色器器

　　　 參數2: 模型4*4矩陣　　

　　    參數3: 投影4*4矩陣　　

　　    參數4: 點光源的位置　　

　　　 參數5: 顏⾊色值  */

　　// 使⽤用場景: 在繪制圖形時, 可以應⽤變換(模型/投影變化) 這種着色器會使繪制的圖形產生

陰影和光照的效果，它與默認光源着色器⾮常類似,區別只是光源位置可能是特定的。

6、紋理替換矩陣着色器 GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE

　　GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE,GLfloat mvMatrix[16],GLint nTextureUnit);

　　/* 參數1: 存儲着⾊器種類-紋理理替換矩陣着⾊器 GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE

　　參數2: 模型4*4矩陣

　　參數3: 紋理單元

　　// 使⽤用場景: 在繪制圖形時, 可以應⽤變換(模型/投影變化)這種着⾊器通過給定的模型視圖投影矩陣。使⽤紋理單元來進⾏顏⾊填充，其中每個像素點的顏⾊是從紋理中獲取。

7、紋理調整着色器 GLT_SHADER_TEXTURE_MODULATE

　　GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_MODULATE,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat vColor[4],GLint nTextureUnit);

　　/* 參數1:  存儲着⾊色器器種類-紋理理調整着⾊器 GLT_SHADER_TEXTURE_MODULATE

　　參數2:  模型4*4矩陣

　　參數3:  顏⾊色值　　

　　參數4:  紋理理單元 *?

　　// 使⽤場景: 在繪制圖形時, 可以應⽤變換(模型/投影變化)這種着⾊器通過給定的模型視圖投影矩陣. 着⾊器將⼀個基本⾊乘以⼀個取⾃紋理單元 nTextureUnit 的紋理.將顏⾊與紋理進行顏⾊混合后才填充到⽚段中。

8、紋理光源着色器 GLT_SHADER_TEXTURE_POINT_LIGHT_DIEF

　　GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_POINT_LIGHT_DIEF,G Lfloat mvMatrix[16],GLfloat pMatrix[16],GLfloat vLightPos[3],GLfloat vBaseColor[4],GLint nTextureUnit);

　　/* 參數1: 存儲着⾊器種類-紋理光源着⾊器

　　參數2: 模型4*4矩陣

　　參數3: 投影4*4矩陣
　　參數4: 點光源位置

　　參數5: 顏⾊值(⼏何圖形的基本色)

　　參數6: 紋理單元 */

　　// 使⽤場景: 在繪制圖形時, 可以應用變換(模型/投影變化)這種着⾊器通過給定的模型視圖投影矩陣. 着⾊器將一個紋理通過漫反射照明計算進⾏調整(相乘)。

 

三、OpenGL基本圖元連接方式

1）OpenGL 基本圖元

OpenGL 基本圖元連接方式：

2）簡單使用 - 了解

1、OpenGL 點/線

2、OpenGL 三角形

對於OpenGL 光柵化最歡迎的是三⻆形。3個頂點就能構成一個三⻆形，三⻆形類型來⾃於頂點，並不是所有的三角形都是正三⻆形 

3、OpenGL 三角形環繞方式

OpenGL 默認為 逆時針方向環繞的多邊形為正面。這就意味着圖中左邊是正面，右邊是反面。

　　glFrontFace(GL_CW);

　　GL_CW: 告訴 OpenGL 順時針環繞的多邊形為正面;

　　GL_CCW: 告訴 OpenGL 逆時針環繞的多邊形為正⾯

4、 OpenGL 三角形帶

對於很多表⾯或者形狀⽽言,我們會需要繪制⼏個相連的三⻆形. 這是我們可以使⽤GL_TRIANGLE_STRIP 圖元繪制⼀串相連三⻆形,從⽽節省⼤量的時間 

　　a、⽤前3個頂點指定第1個三⻆形之后，對於接下來的每⼀個三⻆形，只需要再指定1個頂點。需要繪制⼤量的三⻆形時，采用這種方法可以節省⼤量的程序代碼和數據存儲空間

　　b、提供運算性能和節省帶寬。更少的頂點意味着數據從內存傳輸到圖形卡的速度更快，並且頂點着⾊器需要處理的次數也更少了

5、OpenGL三角形扇

對於很多表⾯或者形狀⽽言,我們會需要繪制⼏個相連的三⻆形。我們可以使⽤ GL_TRIANGLE_FAN 圖元繪制一組圍繞一個中⼼點相連的三⻆形 

6、OpenGL 工具類 GLBatch - 

 GLBatch - GLTool 中的一個簡單容器