基于Cocos2d-x学习OpenGL ES 2.0系列——你的第一个三角形（1）

前言

　　在本系列教程中，我会以当下最流行的2D引擎Cocos2d-x为基础，介绍OpenGL ES 2.0的一些基本用法。本系列教程的宗旨是OpenGL扫盲，让大家在使用Cocos2d-x过程中，知其然，更知其所以然。本系列教程不会涉及非常底层的数学原理，同时也不会过多地提及OpenGL本身的一些细节知识。但是我会在每篇文章的最后给出一些参考链接，大家可以顺藤摸瓜，一举Get OpenGL这个新技能。

准备工作

首先，是创建一个新的工程, 编译并运行成功，然后把HelloWorldScene.cpp里面的init函数修改成下面的样子：

bool HelloWorld::init()
{
    //////////////////////////////
    // 1. super init first
    if ( !Layer::init() )
    {
        return false;
    }
  
    return true;
}

此时，再编译运行之。你将会得到以下界面。

cocos2d-x-es-1.0.png

发送CustomCommand

　　由于Cocos2d-x 从3.0开始引入了一种新的渲染机制，所有的OpenGL渲染代码不再放到每一个node的draw函数里面，而是通过各种RenderCommand封装起来，然后添加到一个渲染队列里面去，最后在每一帧结束时把所有的这些命令都渲染出来。

　　首先，打开HelloWorldScene.h，添加一个onDraw函数，一个CustomCommand成员变量，并且重载Layer的visit函数，代码如下：

class HelloWorld : public cocos2d::Layer
{
public: 
    //其它函数省略
    virtual void visit(Renderer *renderer, const Mat4 &transform, bool transformUpdated) override;
         
    void onDraw();
private:
    CustomCommand _command;
  
    .........
    .........     
};

然后我们实现这个visit函数：

void HelloWorld::visit(Renderer *renderer, const Mat4 &transform, bool transformUpdated)
{
    Layer::visit(renderer, transform, transformUpdated);
  
    _command.init(_globalZOrder);
    _command.func = CC_CALLBACK_0(HelloWorld::onDraw, this);
    Director::getInstance()->getRenderer()->addCommand(&_command);
}

　　这里要稍微解释一下。由于此函数是个重载的虚函数，所以我们在函数的最开始调用了父类的visit函数。如果你不调用父类的visit函数，那么当你往HelloWorldScene里面添加节点的时候，它们是不会被渲染出来的。（这个留给读者自己去完成）

　　然后，我们使用_globalZOrder和一个std::function来初始化CustomCommand。_globalZOrder会影响渲染的顺序，这个在后面的博文中再详细探讨。而std::function会在CustomCommand被render队列处理的时候被调用。最后我们把该CustomCommand添加到renderer里面去。

　　最后，让我们看看onDraw函数，它是整个绘制三角形的核心。

void HelloWorld::onDraw()
{
    //获得当前HelloWorld的shader
    auto glProgram = getGLProgram();
   //使用此shader
    glProgram->use();
   //设置该shader的一些内置uniform,主要是MVP，即model-view-project矩阵
    glProgram->setUniformsForBuiltins();
  
    auto size = Director::getInstance()->getWinSize();
    //指定将要绘制的三角形的三个顶点，分别位到屏幕左下角，右下角和正中间的顶端
    float vertercies[] = { 0,0,   //第一个点的坐标
                            size.width, 0,   //第二个点的坐标
                           size.width / 2, size.height};  //第三个点的坐标
    //指定每一个顶点的颜色，颜色值是RGBA格式的，取值范围是0-1
    float color[] = { 0, 1,0, 1,    //第一个点的颜色，绿色
                        1,0,0, 1,  //第二个点的颜色, 红色
                         0, 0, 1, 1};  //第三个点的颜色， 蓝色
    //激活名字为position和color的vertex attribute
    GL::enableVertexAttribs(GL::VERTEX_ATTRIB_FLAG_POSITION | GL::VERTEX_ATTRIB_FLAG_COLOR);
    //分别给position和color指定数据源
    glVertexAttribPointer(GLProgram::VERTEX_ATTRIB_POSITION, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vertercies);
    glVertexAttribPointer(GLProgram::VERTEX_ATTRIB_COLOR, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, color);
    //绘制三角形，所谓的draw call就是指这个函数调用
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
    //通知cocos2d-x 的renderer，让它在合适的时候调用这些OpenGL命令
    CC_INCREMENT_GL_DRAWN_BATCHES_AND_VERTICES(1, 3);
    //如果出错了，可以使用这个函数来获取出错信息
    CHECK_GL_ERROR_DEBUG();
}

如果你现在直接运行程序，会crash。这是因为我们还没有指定Shader，所以下面的调用会失败：

auto glProgram = getGLProgram();
glProgram->use();
glProgram->setUniformsForBuiltins();

接下来，让我们在HelloWorldScene.cpp的init方法中加入下列代码：

this->setGLProgram(GLProgramCache::getInstance()->getGLProgram(GLProgram::SHADER_NAME_POSITION_COLOR));

　　这个调用的含义是从Cocos2d-x的shader缓存中取出一个带有position和color顶点属性的shader，然后传给HelloWorld这个Layer.如果你是第一次接触OpenGL ES,看到这句话肯定无法理解，不过没有关系，后面的文章我们逐步讲清楚。如果你等不及，也可以先看我在文章最后推荐的链接。

接下来，运行一下程序。恭喜你，你的第一个漂亮的三角形完成啦，还算简单吧。

cocos2d-x-es-1.1.png

结束语

　　为了保持第一篇文章的简单性，我只在画三角形的代码里面给了一些注释，因为我并不想一开始就涉及到OpenGL底层的一些细节，而且有些内容我一时半会儿也很难说清楚。所以，我会在文章的最后给出一些参考链接，强烈推荐大家在看完本文后，有时间就多看一看这些链接，相信对理解上面的代码有帮助。下一篇文章中，我将给大家介绍如何编写自己的shader，包括vertex attribute, uniform，vertex shader， fragment shader等内容。

【本系列转自】http://cn.cocos2d-x.org/tutorial/lists?id=79

推荐阅读

网站：

http://http.developer.nvidia.com/CgTutorial/cg_tutorial_chapter01.html

http://www.opengl-tutorial.org/

http://antongerdelan.net/opengl/index.html

http://www.arcsynthesis.org/gltut/

http://www.scratchapixel.com/

http://duriansoftware.com/joe/An-intro-to-modern-OpenGL.-Chapter-1:-The-Graphics-Pipeline.html

视频：

https://www.youtube.com/watch?v=-tonZsbHty8&index=26&list=PLRwVmtr-pp06qT6ckboaOhnm9FxmzHpbY

书籍：