GLFun(26)~OpenGL ESテンプレートの利用(1)

2012. 02. 18
OpenGL ES Applicationテンプレートを利用し、GLFunの内容を移植してみます。

必要最低限の手間をかけて取り敢えず一通り動くというレベルの移植なので、コードが見辛く最適化されていませんがご容赦ください。


●アニメーション関連メソッドの削除

最初に、不要になるアニメーション関連のインスタンス変数やメソッドを削除します。

GLFunAppDelegate.mソースファイル)

・applicationWillResignActive:メソッド内:stopAnimationメソッド
・applicationDidBecomeActive:メソッド内:startAnimationメソッド
・applicationWillTerminate:メソッド内:stopAnimationメソッド

#import "GLFunAppDelegate.h"
#import "GLFunViewController.h"

@implementation GLFunAppDelegate

@synthesize window;
@synthesize viewController;

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions
{
    self.window.rootViewController = self.viewController;
    return YES;
}

- (void)applicationWillResignActive:(UIApplication *)application
{
}

- (void)applicationDidBecomeActive:(UIApplication *)application
{
}

- (void)applicationWillTerminate:(UIApplication *)application
{
}

- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application
{
// Handle any background procedures not related to animation here.
}

- (void)applicationWillEnterForeground:(UIApplication *)application
{
// Handle any foreground procedures not related to animation here.
}

- (void)dealloc
{
    [viewController release];
    [window release];

    [super dealloc];
}

@end

7789

GLFunViewController.hヘッダファイル)

・インスタンス変数:animating、animationFrameInterval、displayLink
・プロパティ:animating、animationFrameInterval
・インスタンスメソッド:startAnimation、stopAnimation

#import <UIKit/UIKit.h>

#import <OpenGLES/EAGL.h>

#import <OpenGLES/ES1/gl.h>
#import <OpenGLES/ES1/glext.h>
#import <OpenGLES/ES2/gl.h>
#import <OpenGLES/ES2/glext.h>

@interface GLFunViewController : UIViewController
{
    EAGLContext *context;
    GLuint program;
}

@end

7790

GLFunViewController.mソースファイル)

・uniformインデックス:UNIFORM_TRANSLATE
・クラスエクステンションのプロパティ:displayLink
・プロパティ:animating、displayLink
・awakeFromNibメソッドの変数設定:animating、animationFrameInterval、displayLink
・viewWillAppear:メソッド内:startAnimationメソッド
・viewWillDisappear:メソッド内:stopAnimationメソッド
・animationFrameInterval、setAnimationFrameInterval:、startAnimation、stopAnimationメソッド
・drawFrameメソッド内:変数transYの宣言と設定、uniform変数の更新、glTranslateの更新
・loadShadersメソッド内:uniform位置の取得

#import <QuartzCore/QuartzCore.h>

#import "GLFunViewController.h"
#import "EAGLView.h"

// Uniform index.

enum {
    NUM_UNIFORMS
};
GLint uniforms[NUM_UNIFORMS];

// Attribute index.

enum {
    ATTRIB_VERTEX,
    ATTRIB_COLOR,
    NUM_ATTRIBUTES
};

@interface GLFunViewController ()
@property (nonatomic, retain) EAGLContext *context;
- (BOOL)loadShaders;
- (BOOL)compileShader:(GLuint *)shader type:(GLenum)type file:(NSString *)file;
- (BOOL)linkProgram:(GLuint)prog;
- (BOOL)validateProgram:(GLuint)prog;
@end

@implementation GLFunViewController

@synthesize context;

- (void)awakeFromNib
{
    EAGLContext *aContext = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES2];

    if (!aContext)
    {
        aContext = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES1];
    }

    if (!aContext)
        NSLog(@"Failed to create ES context");
    else if (![EAGLContext setCurrentContext:aContext])
        NSLog(@"Failed to set ES context current");

    self.context = aContext;
    [aContext release];

    [(EAGLView *)self.view setContext:context];
    [(EAGLView *)self.view setFramebuffer];

    if ([context API] == kEAGLRenderingAPIOpenGLES2)
        [self loadShaders];
}

- (void)dealloc
{
    if (program)
    {
        glDeleteProgram(program);
        program = 0;
    }

    // Tear down context.
    if ([EAGLContext currentContext] == context)
        [EAGLContext setCurrentContext:nil];

    [context release];

    [super dealloc];
}

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated
{
    [super viewWillAppear:animated];
}

- (void)viewWillDisappear:(BOOL)animated
{
    [super viewWillDisappear:animated];
}

- (void)viewDidUnload
{
    [super viewDidUnload];

    if (program)
    {
        glDeleteProgram(program);
        program = 0;
    }

    // Tear down context.
    if ([EAGLContext currentContext] == context)
        [EAGLContext setCurrentContext:nil];
    self.context = nil;
}

- (void)drawFrame
{
[(EAGLView *)self.view setFramebuffer];

    // Replace the implementation of this method to do your own custom drawing.
    static const GLfloat squareVertices[] = {
        -0.5f, -0.33f,
        0.5f, -0.33f,
        -0.5f, 0.33f,
        0.5f, 0.33f,
    };

    static const GLubyte squareColors[] = {
        255, 255, 0, 255,
        0, 255, 255, 255,
        0, 0, 0, 0,
        255, 0, 255, 255,
    };

    glClearColor(0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

    if ([context API] == kEAGLRenderingAPIOpenGLES2)
    {
        // Use shader program.
        glUseProgram(program);

        // Update uniform value.


        // Update attribute values.

        glVertexAttribPointer(ATTRIB_VERTEX, 2, GL_FLOAT, 0, 0, squareVertices);
        glEnableVertexAttribArray(ATTRIB_VERTEX);
        glVertexAttribPointer(ATTRIB_COLOR, 4, GL_UNSIGNED_BYTE, 1, 0, squareColors);
        glEnableVertexAttribArray(ATTRIB_COLOR);

        // Validate program before drawing. This is a good check, but only really necessary in a debug build.
        // DEBUG macro must be defined in your debug configurations if that's not already the case.

#if defined(DEBUG)
        if (![self validateProgram:program])
        {
            NSLog(@"Failed to validate program: %d", program);
            return;
        }
#endif
    }
    else
    {
        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
        glLoadIdentity();
        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
        glLoadIdentity();

        glVertexPointer(2, GL_FLOAT, 0, squareVertices);
        glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
        glColorPointer(4, GL_UNSIGNED_BYTE, 0, squareColors);
        glEnableClientState(GL_COLOR_ARRAY);
    }

    glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);

    [(EAGLView *)self.view presentFramebuffer];
}

- (void)didReceiveMemoryWarning
{
    // Releases the view if it doesn't have a superview.
    [super didReceiveMemoryWarning];

    // Release any cached data, images, etc. that aren't in use.
}

- (BOOL)compileShader:(GLuint *)shader type:(GLenum)type file:(NSString *)file
{
    GLint status;
    const GLchar *source;

    source = (GLchar *)[[NSString stringWithContentsOfFile:file encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil] UTF8String];
    if (!source)
    {
        NSLog(@"Failed to load vertex shader");
        return FALSE;
    }

    *shader = glCreateShader(type);
    glShaderSource(*shader, 1, &source, NULL);
    glCompileShader(*shader);

#if defined(DEBUG)
    GLint logLength;
    glGetShaderiv(*shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &logLength);
    if (logLength > 0)
    {
        GLchar *log = (GLchar *)malloc(logLength);
        glGetShaderInfoLog(*shader, logLength, &logLength, log);
        NSLog(@"Shader compile log:\n%s", log);
        free(log);
    }
#endif

    glGetShaderiv(*shader, GL_COMPILE_STATUS, &status);
    if (status == 0)
    {
        glDeleteShader(*shader);
        return FALSE;
    }

    return TRUE;
}

- (BOOL)linkProgram:(GLuint)prog
{
    GLint status;

    glLinkProgram(prog);

#if defined(DEBUG)
    GLint logLength;
    glGetProgramiv(prog, GL_INFO_LOG_LENGTH, &logLength);
    if (logLength > 0)
    {
        GLchar *log = (GLchar *)malloc(logLength);
        glGetProgramInfoLog(prog, logLength, &logLength, log);
        NSLog(@"Program link log:\n%s", log);
        free(log);
    }
#endif

    glGetProgramiv(prog, GL_LINK_STATUS, &status);
    if (status == 0)
        return FALSE;

    return TRUE;
}

- (BOOL)validateProgram:(GLuint)prog
{
    GLint logLength, status;

    glValidateProgram(prog);
    glGetProgramiv(prog, GL_INFO_LOG_LENGTH, &logLength);
    if (logLength > 0)
    {
        GLchar *log = (GLchar *)malloc(logLength);
        glGetProgramInfoLog(prog, logLength, &logLength, log);
        NSLog(@"Program validate log:\n%s", log);
        free(log);
    }

    glGetProgramiv(prog, GL_VALIDATE_STATUS, &status);
    if (status == 0)
        return FALSE;

    return TRUE;
}

- (BOOL)loadShaders
{
    GLuint vertShader, fragShader;
    NSString *vertShaderPathname, *fragShaderPathname;

    // Create shader program.
    program = glCreateProgram();

    // Create and compile vertex shader.
    vertShaderPathname = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"Shader" ofType:@"vsh"];
    if (![self compileShader:&vertShader type:GL_VERTEX_SHADER file:vertShaderPathname])
    {
        NSLog(@"Failed to compile vertex shader");
        return FALSE;
    }

    // Create and compile fragment shader.
    fragShaderPathname = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"Shader" ofType:@"fsh"];
    if (![self compileShader:&fragShader type:GL_FRAGMENT_SHADER file:fragShaderPathname])
    {
        NSLog(@"Failed to compile fragment shader");
        return FALSE;
    }

    // Attach vertex shader to program.
    glAttachShader(program, vertShader);

    // Attach fragment shader to program.
    glAttachShader(program, fragShader);

    // Bind attribute locations.
    // This needs to be done prior to linking.

    glBindAttribLocation(program, ATTRIB_VERTEX, "position");
    glBindAttribLocation(program, ATTRIB_COLOR, "color");

    // Link program.
    if (![self linkProgram:program])
    {
        NSLog(@"Failed to link program: %d", program);

        if (vertShader)
        {
            glDeleteShader(vertShader);
            vertShader = 0;
        }
        if (fragShader)
        {
            glDeleteShader(fragShader);
            fragShader = 0;
        }
        if (program)
        {
            glDeleteProgram(program);
            program = 0;
        }

        return FALSE;
    }

    // Get uniform locations.

    // Release vertex and fragment shaders.
    if (vertShader)
        glDeleteShader(vertShader);
    if (fragShader)
        glDeleteShader(fragShader);

    return TRUE;
}

@end

7791


●ファイルの追加

オリジナルのGLFunプロジェクトから流用するファイルをテンプレート版のGLFunプロジェクトのフォルダにコピーし、プロジェクトに追加します。

まずビューのnibファイルを差し替えるため、XcodeのResources下にあるGLFunViewController.xibを削除します。
(『参照を削除』ではなく『一緒にゴミ箱に入れる』を選択してください)

そしてGLFunフォルダ直下にある、

・GLFunViewController.xib
・iphone.png

と、Classesフォルダ下にある、

・Constants.h
・Texture2D.h、Texture2D.m
・UIColor-Random.h、UIColor-Random.m

ファイルをテンプレート版のGLFunプロジェクトのフォルダにそれぞれコピーし、プロジェクトに追加します。

それとFrameworks下に、既存のフレームのCoreGraphics.frameworkを追加します。

7792


●ビューコントローラとビュークラスの分担の違い

オリジナルのGLFunでは、ビューコントローラクラス(GLFunViewController)はナビゲーションバーとツールバーに設置したセグメンテッドコントロールからの値の取得のみで、ビュークラス(GLFunView)が描画を行っていました。

しかしOpenGL ES Applicationテンプレートでは、ビューコントローラクラス(GLFunViewController)が実質的な描画を行っており、ビュークラス(EAGLView)はフレームバッファとレンダバッファの生成と初期化、表示や削除といった基礎の部分(オリジナルのGLFunにおけるOpenGLES2DViewクラスのような)役割になっています。

オリジナルの方が理にかなった構成ですが、今回はテンプレートに沿う形で最小限の手を加えますので、下表のような構成になります。
(もちろんオリジナルのように、図形描画を別途ビュークラスに分離した方が理解し易く、コードの見通しも良くなると思いますが、ここでは割愛します)

内容オリジナルGLFunOpenGL ESテンプレート版GLFun
セグメンテッドコントロール
からの値の取得
GLFunViewControllerGLFunViewController
図形の描画GLFunViewGLFunViewController
フレームバッファやレンダ
バッファの生成・初期化
OpenGLES2DViewEAGLView



参考文献

はじめてのiPhone3プログラミングはじめてのiPhone3プログラミング
(2009/12/17)
Dave Mark、Jeff LaMarche 他

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Beginning Ios 6 Development: Exploring the Ios SdkBeginning Ios 6 Development: Exploring the Ios Sdk
(2012/12/26)
David Mark、Jack Nutting 他

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