前言

学习程序世界里面的任何一项技能都有一个HelloWorld,而OpenGL的HelloWorld就是自己画一个三角形。当然,在 cocos2d-x里面使用DrawPrimitives可以轻松画出一个三角形。但是,我们这一次希望只通过底层的图形API就能够绘制一个三 角形。

正文

准备工作

首先,是创建一个新的工程(注意我这里使用的版本是3.7. Update: Tuesday, June 16, 2015)。打开命令行工具,然后输入下列命令:

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cocos new -l cpp

如果对于上述命令不了解的用户,请猛戳这里.

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:

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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。

first

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。具体细节,大家可以参考这个文档.

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:

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    class HelloWorld : public cocos2d::Layer
    {
    public: 
        //其它函数省略
        virtual void visit(Renderer *renderer, const Mat4& parentTransform, uint32_t parentFlags) override;

        void onDraw();
    private:
        CustomCommand _command;
    };

然后我们实现这个visit函数:

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    void HelloWorld::visit(cocos2d::Renderer *renderer, const Mat4 &transform,uint32_t parentFlags)
    {
        Layer::visit(renderer, transform, parentFlags);
        _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。

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    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:

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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:

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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

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。如果您对本文有什么建议或者意义,欢迎在下方评论。

推荐阅读

  1. http://learnopengl.com/