GLSL 加载两张图片并且混合

本文详细介绍了一个基于OpenGL ES的图层绘制流程,包括图层创建、上下文配置、缓存区管理、着色器创建及链接、顶点数据与纹理数据的加载方式等关键步骤。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

顶点着色器

attribute vec4 position;
attribute vec2 textCoordinate;
varying lowp vec2 varyTextCoord;
uniform mat4 rotateMatrix;

void main()
{
    
    varyTextCoord = vec2( textCoordinate.x, 1.0 - textCoordinate.y);
    vec4 vPos = position;
    gl_Position = vPos;
}

片元着色器

precision highp float;
// 纹理坐标
varying lowp vec2 varyTextCoord;
// 纹理采样器
uniform sampler2D inputTexture0; // 0号单元,纹理单元里面的0号单元

uniform sampler2D inputTexture1; // 0号单元,纹理单元里面的1号单元

void main()
{
//    gl_FragColor = texture2D(colorMap, vec2( varyTextCoord.x, 1.0 - varyTextCoord.y));
    vec4 color0 = texture2D(inputTexture0, varyTextCoord);
    
    vec4 color1 = texture2D(inputTexture1, varyTextCoord);

    // 图片混合
    vec4 color2 = mix(color0, color1, 0.5);
    
    gl_FragColor = color2;
}

绘制步骤:

//1.创建图层
    [self setUplayer];
    //2.创建上下文
    [self setContext];
    //3.清空缓存区
    [self deleteRenderAndFrameBuffer];
    //4.设置RenderBuffer
    [self setupRenderBuffer];
    //5.设置FrameBuffer
    [self setFrameBuffer];
    //6.创建顶点着色器,片元着色器,程序对象,并且把他们链接起来
    [self createProgram];
    //7.顶点数据的加载和读取方式
    [self setVertexData];
    //8.纹理数据的加载和读取方式
    [self setTextTureData];
    //9.开始绘制
    [self draw];

完整代码

1.创建图层
[self setUplayer];
//2.创建上下文
[self setContext];
//3.清空缓存区
[self deleteRenderAndFrameBuffer];
//4.设置RenderBuffer
[self setupRenderBuffer];
//5.设置FrameBuffer
[self setFrameBuffer];
//6.创建顶点着色器,片元着色器,程序对象,并且把他们链接起来
[self createProgram];
//7.顶点数据的加载和读取方式
[self setVertexData];
//8.纹理数据的加载和读取方式
[self setTextTureData];
//9.开始绘制
[self draw]; 

//
//  MKView.m
//  GLSLImage01
//
//  Created by kemuchao on 2022/9/16.
//

#import "MKView.h"
#import <OpenGLES/ES2/gl.h>

@interface MKView()

@property(nonatomic, strong)CAEAGLLayer *eagLayer;
@property(nonatomic, strong)EAGLContext *myContext;

// 渲染缓冲区
@property(nonatomic, assign)GLuint _myColorRenderBuffer;
//帧缓冲区
@property(nonatomic, assign)GLuint _myColorFrameBuffer;

@property(nonatomic, assign)GLuint program;
@end

@implementation MKView

-(void)layoutSubviews {
    //1.创建图层
    [self setUplayer];
    //2.创建上下文
    [self setContext];
    //3.清空缓存区
    [self deleteRenderAndFrameBuffer];
    //4.设置RenderBuffer
    [self setupRenderBuffer];
    //5.设置FrameBuffer
    [self setFrameBuffer];
    //6.创建顶点着色器,片元着色器,程序对象,并且把他们链接起来
    [self createProgram];
    //7.顶点数据的加载和读取方式
    [self setVertexData];
    //8.纹理数据的加载和读取方式
    [self setTextTureData];
    //9.开始绘制
    [self draw];
}

-(void)setUplayer {
    self.eagLayer = (CAEAGLLayer *)self.layer;
    //2.设置scale
    [self setContentScaleFactor:[[UIScreen mainScreen]scale]];

    ///3.设置描述属性,这里设置不维持渲染内容以及颜色格式为RGBA8
    self.eagLayer.drawableProperties = [NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:@false,kEAGLDrawablePropertyRetainedBacking, kEAGLColorFormatRGBA8,kEAGLDrawablePropertyColorFormat, nil];
     
}

-(void)setContext {
    EAGLContext *content = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES3];
    if (!content) {
        NSLog(@"create context fail");
        return;
    }
    
    if(![EAGLContext setCurrentContext:content]) {
        NSLog(@"setCurrentContext fail");
        return;
    }
    self.myContext = content;
}

-(void)deleteRenderAndFrameBuffer {
    glDeleteBuffers(1, &__myColorFrameBuffer);
    __myColorFrameBuffer = 0;
    glDeleteBuffers(1, &__myColorRenderBuffer);
    __myColorRenderBuffer = 0;
    
}

// 设置渲染缓冲区
-(void)setupRenderBuffer {
    //1.定义一个缓存区I
    GLuint buffer;
    //2.申请一个缓存区标志
    glGenBuffers(1, &buffer);
    self._myColorRenderBuffer = buffer;
    //4.将标识符绑定到GL_RENDERBUFFER 绑定渲染缓冲区,这个一定要指定
    glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, self._myColorRenderBuffer);
    //5.将可绘制对象myEagLayer 绑定到 myColorRenderBuffer
    [self.myContext renderbufferStorage:GL_RENDERBUFFER fromDrawable:self.eagLayer];
    
}

// 设置framebuffer
-(void)setFrameBuffer {
    //1.定义一个缓存区I
    GLuint buffer;
    //2.申请一个缓存区标志
    glGenBuffers(1, &buffer);
    self._myColorFrameBuffer = buffer;
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, self._myColorFrameBuffer);
    //5.将渲染缓存区myColorRenderBuffer 通过glFramebufferRenderbuffer函数绑定到 GL_COLOR_ATTACHMENT0上。
    glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_RENDERBUFFER, self._myColorRenderBuffer);
}

// 创建程序对象,链接着色器等等
-(void)createProgram {
    //设置清屏颜色
    glClearColor(0.3f, 0.4f, 0.f, 1);
    //清除屏幕
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    //1.设置视口大小
    CGFloat scale = [[UIScreen mainScreen] scale];
    glViewport(self.frame.origin.x * scale, self.frame.origin.y * scale,  self.frame.size.width * scale, self.frame.size.height * scale);
    
    //2、读取定点着色器程序,片元着色器程序
    NSString *vertfile = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"shaderv" ofType:@"vsh"];
    NSString *fragFile = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"shaderf" ofType:@"fsh"];
    
    NSLog(@"vsh == %@",vertfile);
    NSLog(@"fsh == %@",fragFile);
    
    //3、加载着色器,并返回程序对象
    _program = [self loadSource:vertfile fragFilePath:fragFile];
    
    //4、链接程序
    glLinkProgram(_program);
    
    GLint linkStatus;
    // 获取链接状态
    glGetProgramiv(_program, GL_LINK_STATUS, &linkStatus);
    if (linkStatus == GL_FALSE) {
        GLchar mesage[512];
        glGetProgramInfoLog(_program, sizeof(mesage), 0, &mesage[0]);
        NSString *message = [NSString stringWithUTF8String:mesage];
        NSLog(@"链接程序对象错误 %@",message);
        return;
    }
    
    // 使用程序对象
    glUseProgram(_program);
    
}

//加载着色器,并返回程序对象
-(GLuint)loadSource:(NSString *)vertfilePath fragFilePath:(NSString *)fragFilePath {
    //1、创建两个着色器临时对象
    GLuint verShader, fragShader;
    
    
    GLint program;
    program = glCreateProgram();
    
    [self compileShader:&verShader type:GL_VERTEX_SHADER file:vertfilePath];
    [self compileShader:&fragShader type:GL_FRAGMENT_SHADER file:fragFilePath];
   
    //3.链接着色器道程序对象
    glAttachShader(program, verShader);
    glAttachShader(program, fragShader);
    
    //4.释放不需要的shader
    glDeleteShader(verShader);
    glDeleteShader(fragShader);
    
    return program;

}

//编译着色器,shader 传过来的是地址,所以需要加*号
- (void)compileShader:(GLuint *)shader type:(GLenum)type file:(NSString *)file{
    // 1.读取文件路径字符串
    NSString *content = [NSString stringWithContentsOfFile:file encoding:NSUTF8StringEncoding error:Nil];
    
    NSLog(@"vsh content == %@",content);
    
    const GLchar *source = (GLchar *)[content UTF8String];
    // 2.根据类型创建一个着色器对象 *号表示的是取值,
    *shader = glCreateShader(type);
    // 3、将着色器源码附加到着色器对象上
    //参数1:shader,要编译的着色器对象 *shader
    //参数2:numOfStrings,传递的源码字符串数量 1个
    //参数3:strings,着色器程序的源码(真正的着色器程序源码)
    //参数4:lenOfStrings,长度,具有每个字符串长度的数组,或NULL,这意味着字符串是NULL终止的
    glShaderSource(*shader, 1, &source, NULL);
    
    //4.把着色器源代码编译成目标代码
    glCompileShader(*shader);
    
}

// 设置顶点数据
- (void)setVertexData {
    //1.设置顶点、纹理坐标
    //前3个是顶点坐标,后2个是纹理坐标
    GLfloat attrArr[] =
    {
        0.5f, -0.5f, -1.0f,     1.0f, 0.0f,
        -0.5f, 0.5f, -1.0f,     0.0f, 1.0f,
        -0.5f, -0.5f, -1.0f,    0.0f, 0.0f,
        
        0.5f, 0.5f, -1.0f,      1.0f, 1.0f,
        -0.5f, 0.5f, -1.0f,     0.0f, 1.0f,
        0.5f, -0.5f, -1.0f,     1.0f, 0.0f,
    };
    
    //2、-----处理顶点数据--------
    // (1)定点缓冲区
    GLuint arrtBuffer ;
    // (2)申请一个缓冲区标识符
    glGenBuffers(1, &arrtBuffer);
    //(3)将attrBuffer绑定到GL_ARRAY_BUFFER(定点缓冲区)标识符上
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, arrtBuffer);
    //(4)把顶点数据从CPU内存复制到GPU上
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(attrArr), attrArr, GL_DYNAMIC_DRAW);
    //8.将顶点数据通过myPrograme中的传递到顶点着色程序的position
    //1.glGetAttribLocation,用来获取vertex attribute的入口的.
    //2.告诉OpenGL ES,通过glEnableVertexAttribArray,
    //3.最后数据是通过glVertexAttribPointer传递过去的。
    
    //(1)注意:第二参数字符串必须和shaderv.vsh中的输入变量:position保持一致
    GLuint position = glGetAttribLocation(_program, "position");
    //(2).设置合适的格式从buffer里面读取数据
    glEnableVertexAttribArray(position);
    //(3).设置读取方式
    //参数1:index,顶点数据的索引
    //参数2:size,每个顶点属性的组件数量,1,2,3,或者4.默认初始值是4.
    //参数3:type,数据中的每个组件的类型,常用的有GL_FLOAT,GL_BYTE,GL_SHORT。默认初始值为GL_FLOAT
    //参数4:normalized,固定点数据值是否应该归一化,或者直接转换为固定值。(GL_FALSE)
    //参数5:stride,连续顶点属性之间的偏移量,默认为0;
    //参数6:指定一个指针,指向数组中的第一个顶点属性的第一个组件。默认为0
    glVertexAttribPointer(position, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 5, NULL);
    
}

// 设置纹理数据
- (void)setTextTureData {
    //9.----处理纹理数据-------
    //(1).glGetAttribLocation,用来获取vertex attribute的入口的.
    //注意:第二参数字符串必须和shaderv.vsh中的输入变量:textCoordinate保持一致
    GLuint textCoor = glGetAttribLocation(_program, "textCoordinate");
    //(2).设置合适的格式从buffer里面读取数据
    glEnableVertexAttribArray(textCoor);
    //(3).设置读取方式
    //参数1:index,顶点数据的索引
    //参数2:size,每个顶点属性的组件数量,1,2,3,或者4.默认初始值是4.
    //参数3:type,数据中的每个组件的类型,常用的有GL_FLOAT,GL_BYTE,GL_SHORT。默认初始值为GL_FLOAT
    //参数4:normalized,固定点数据值是否应该归一化,或者直接转换为固定值。(GL_FALSE)
    //参数5:stride,连续顶点属性之间的偏移量,默认为0;
    //参数6:指定一个指针,指向数组中的第一个顶点属性的第一个组件。默认为0
    glVertexAttribPointer(textCoor, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat)*5, (float *)NULL + 3);
    
    
    //10.加载纹理
    [self setupTexture:@"12345" count:0];
    [self setupTexture:@"icon-flash_scan_on" count:1];
    
    //11. 设置纹理采样器,把之前绑定的纹理数据,传递到 _program 里面的偏远着色器的colorMap属性
    glUniform1i(glGetUniformLocation(_program, "inputTexture0"), 0);
    
    glUniform1i(glGetUniformLocation(_program, "inputTexture1"), 1);

}

/**
 从图片中加载纹理
 1、读取图片并且解压
 2、开辟一块内存,往内存里面写入图片
 3、激活对应的纹理单元 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, count);
 4、设置纹理属性
 5、把刚开辟的内存数据,写入到对应的纹理单元
 */
- (GLuint)setupTexture:(NSString *)fileName count:(int)count {
    
    //1、将 UIImage 转换为 CGImageRef(图片解压缩)
    CGImageRef spriteImage = [UIImage imageNamed:fileName].CGImage;
    
    //判断图片是否获取成功
    if (!spriteImage) {
        NSLog(@"Failed to load image %@", fileName);
        exit(1);
    }
    
    //2、读取图片的大小,宽和高
    size_t width = CGImageGetWidth(spriteImage);
    size_t height = CGImageGetHeight(spriteImage);
    
    //3.获取图片字节数 宽*高*4(RGBA),创建一个空的内存数据,用于写入GPU的数据
    GLubyte * spriteData = (GLubyte *) calloc(width * height * 4, sizeof(GLubyte));
    
    //4.创建上下文, 往spriteData写图片内容
    /*
     参数1:data,指向要渲染的绘制图像的内存地址
     参数2:width,bitmap的宽度,单位为像素
     参数3:height,bitmap的高度,单位为像素
     参数4:bitPerComponent,内存中像素的每个组件的位数,比如32位RGBA,就设置为8
     参数5:bytesPerRow,bitmap的没一行的内存所占的比特数
     参数6:colorSpace,bitmap上使用的颜色空间  kCGImageAlphaPremultipliedLast:RGBA
     */
    CGContextRef spriteContext = CGBitmapContextCreate(spriteData, width, height, 8, width*4,CGImageGetColorSpace(spriteImage), kCGImageAlphaPremultipliedLast);
    

    //5、在CGContextRef上--> 将图片绘制出来
    /*
     CGContextDrawImage 使用的是Core Graphics框架,坐标系与UIKit 不一样。UIKit框架的原点在屏幕的左上角,Core Graphics框架的原点在屏幕的左下角。
     CGContextDrawImage
     参数1:绘图上下文
     参数2:rect坐标
     参数3:绘制的图片
     */
    CGRect rect = CGRectMake(0, 0, width, height);
   
    //6.使用默认方式绘制
    CGContextDrawImage(spriteContext, rect, spriteImage);

    //7、画图完毕就释放上下文
    CGContextRelease(spriteContext);
    
    //以上是图片解压
    
    //8、绑定纹理到默认的纹理ID,激活纹理单元
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, count);
    
    //9.设置纹理属性
    /*
     参数1:纹理维度 2维
     参数2:线性过滤、为s,t坐标设置模式
     参数3:wrapMode,环绕模式
     */
    glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR );
    glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR );
    glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
    glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
    
    float fw = width, fh = height;
    
    //10.载入纹理2D数据,从这里开始,把spriteData写入到纹理单元
    /*
     参数1:纹理模式,GL_TEXTURE_1D、GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D
     参数2:加载的层次,一般设置为0
     参数3:纹理的颜色值GL_RGBA
     参数4:宽
     参数5:高
     参数6:border,边界宽度
     参数7:format
     参数8:type
     参数9:纹理数据
     */
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, fw, fh, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, spriteData);
    
    //11.释放spriteData
    free(spriteData);
    return 0;
}

-(void)draw {
    
    //12.绘图
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6);
    
    //13.从渲染缓存区显示到屏幕上
    [self.myContext presentRenderbuffer:GL_RENDERBUFFER];
    
    
}

+ (Class)layerClass {
    return [CAEAGLLayer class];
}

@end

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