学习OpenGL：笔记八

基本纹理

纹理通常来说就是一张图片，我们为每一个顶点指定纹理坐标，然后就可以在Shader中获取相应的纹理像素点颜色了。一般使用uv来表示纹理坐标，uv是一个二维向量(u,v)，u和v的取值从0到1。我在代码中为每个顶点数据增加了2个GLFloat来表示uv的值。

- (void)drawXPlanes {
    static GLfloat triangleData[] = {
// X轴0.5处的平面
      0.5,  -0.5,    0.5f, 1,  0,  0, 0, 0,
      0.5,  -0.5f,  -0.5f, 1,  0,  0, 0, 1,
      0.5,  0.5f,   -0.5f, 1,  0,  0, 1, 1,
      0.5,  0.5,    -0.5f, 1,  0,  0, 1, 1,
      0.5,  0.5f,    0.5f, 1,  0,  0, 1, 0,
      0.5,  -0.5f,   0.5f, 1,  0,  0, 0, 0,
// X轴-0.5处的平面
      -0.5,  -0.5,    0.5f, -1,  0,  0, 0, 0,
      -0.5,  -0.5f,  -0.5f, -1,  0,  0, 0, 1,
      -0.5,  0.5f,   -0.5f, -1,  0,  0, 1, 1,
      -0.5,  0.5,    -0.5f, -1,  0,  0, 1, 1,
      -0.5,  0.5f,    0.5f, -1,  0,  0, 1, 0,
      -0.5,  -0.5f,   0.5f, -1,  0,  0, 0, 0,
    };
    [self bindAttribs:triangleData];
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 12);
}　　

我们来观察一下X轴0.5处的平面的顶点数据。

      0.5,  -0.5,    0.5, 1,  0,  0, 0, 0,
      0.5,  -0.5,  -0.5, 1,  0,  0, 0, 1,
      0.5,  0.5,   -0.5, 1,  0,  0, 1, 1,
      0.5,  0.5,    -0.5, 1,  0,  0, 1, 1,
      0.5,  0.5,    0.5, 1,  0,  0, 1, 0,
      0.5,  -0.5,   0.5, 1,  0,  0, 0, 0, 

　　

这是一个正方形，uv和顶点对应关系如下。 0.5, -0.5, 0.5点对应的uv是0, 0，  0.5, -0.5, -0.5点对应的uv是0, 1，  0.5, 0.5, -0.5点对应的uv是1, 1 ， 0.5, 0.5, 0.5点对应的uv是1, 0。

然后增加绑定uv属性的代码。

 GLuint positionAttribLocation = glGetAttribLocation(self.shaderProgram, "position");
    glEnableVertexAttribArray(positionAttribLocation);
    GLuint colorAttribLocation = glGetAttribLocation(self.shaderProgram, "normal");
    glEnableVertexAttribArray(colorAttribLocation);
    GLuint uvAttribLocation = glGetAttribLocation(self.shaderProgram, "uv");
    glEnableVertexAttribArray(uvAttribLocation);
    
    // 为shader中的position和color赋值
    // glVertexAttribPointer (GLuint indx, GLint size, GLenum type, GLboolean normalized, GLsizei stride, const GLvoid* ptr)
    // indx: 上面Get到的Location
    // size: 有几个类型为type的数据，比如位置有x,y,z三个GLfloat元素，值就为3
    // type: 一般就是数组里元素数据的类型
    // normalized: 暂时用不上
    // stride: 每一个点包含几个byte，本例中就是6个GLfloat，x,y,z,r,g,b
    // ptr: 数据开始的指针，位置就是从头开始，颜色则跳过3个GLFloat的大小
    glVertexAttribPointer(positionAttribLocation, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(GLfloat), (char *)triangleData);
    glVertexAttribPointer(colorAttribLocation, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(GLfloat), (char *)triangleData + 3 * sizeof(GLfloat));
    glVertexAttribPointer(uvAttribLocation, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(GLfloat), (char *)triangleData + 6 * sizeof(GLfloat));

生成纹理

   NSString *textureFile = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"texture" ofType:@"jpg"];
   NSError *error;
   self.diffuseTexture = [GLKTextureLoader textureWithContentsOfFile:textureFile options:nil error:&error];

　　

绑定和使用纹理

有了纹理，接下来就要把它传递给Shader，前面我们已经把每个顶点的纹理坐标传递给了Vertex Shader。在Vertex Shader中新增了属性attribute vec2 uv;，以及varying vec2 fragUV;。Vertex Shader做的事情就是把uv直接传递给Fragment Shader，让它去处理。

attribute vec4 position;
attribute vec3 normal;
attribute vec2 uv;

uniform float elapsedTime;
uniform mat4 projectionMatrix;
uniform mat4 cameraMatrix;
uniform mat4 modelMatrix;

varying vec3 fragNormal;
varying vec2 fragUV;

void main(void) {
    mat4 mvp = projectionMatrix * cameraMatrix * modelMatrix;
    fragNormal = normal;
    fragUV = uv;
    gl_Position = mvp * position;
}

　

Fragment Shader中增加了uniform sampler2D diffuseMap;，sampler2D是纹理的参数类型。然后将diffuseMap在纹理坐标fragUV上的像素颜色作为基本色vec4 materialColor = texture2D(diffuseMap, fragUV);。texture2D函数用来采样纹理在某个uv坐标下的颜色，返回值类型是vec4。

precision highp float;
varying vec3 fragNormal;
varying vec2 fragUV;
uniform float elapsedTime;
uniform vec3 lightDirection;
uniform mat4 normalMatrix;
uniform sampler2D diffuseMap;
void main(void) {
    vec3 normalizedLightDirection = normalize(-lightDirection);
    vec3 transformedNormal = normalize((normalMatrix * vec4(fragNormal, 1.0)).xyz);
    float diffuseStrength = dot(normalizedLightDirection, transformedNormal);
    diffuseStrength = clamp(diffuseStrength, 0.0, 1.0);
    vec3 diffuse = vec3(diffuseStrength); vec3 ambient = vec3(0.3);
    vec4 finalLightStrength = vec4(ambient + diffuse, 1.0);
    vec4 materialColor = texture2D(diffuseMap, fragUV);
    gl_FragColor = finalLightStrength * materialColor;
}

绑定纹理的流程

• 激活纹理的某个通道glActiveTexture(GL_TEXTURE0);,OpenGL ES中最多可以激活8个通道。通道0是默认激活的，所以本例中这一句也可以不写。
• 绑定生成的纹理到GL_TEXTURE_2D， glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, self.diffuseTexture.name);，注意这里是绑定到GL_TEXTURE_2D而不是GL_TEXTURE0。
• 将0传递给uniform diffuseMap,如果激活的是GL_TEXTURE1就传递1，以此类推。