2018-07-26 • 于 Read

初识OpenGL ES2.0

概述

要在Android应用中使用OpenGL ES绘制图形就必须为它们创建一个视图容器,使用该容器这边就需要引入GLSurfaceView和GLSurfaceView.Renderer.GLSurfaceView是使用OpenGL和GLSurfaceView.Renderer绘制的图形的视图容器,用于控制在该视图中绘制内容.
下面就介绍如何使用GLSurfaceView和GLSurfceView.Renderer完成简单的三角形绘制.

清单文件中声明OpenGL的使用

如果我们的应用程序需要使用OpenGL ES2.0API,就需要在清单文件中进行声明

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<uses-feature
        android:glEsVersion="0x00020000"
        android:required="true" />

创建activity

public class OpenGlActivity extends AppCompatActivity {
    private  MyGlSurfaceView mGLView;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        mGLView=new MyGlSurfaceView(OpenGlActivity.this);
        setContentView(mGLView);
    }
}

创建GLSurfaceView对象

GLSurfaceView是一个专门的视图,在上面可以绘制OpenGL ES图形,本身并没有太大的作用,实际的对象绘制是在GLSurfaceView.Renderer中进行控制的.

public class MyGlSurfaceView extends GLSurfaceView implements View.OnTouchListener{

    private final  MyGLRender render;

    public MyGlSurfaceView(Context context) {
        super(context);
        //设置openGL ES 版本
        setEGLContextClientVersion(2);
        render=new MyGLRender();
	//设置渲染器
        setRenderer(render);
	//绘图数据发生更改时渲染视图
        setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_WHEN_DIRTY);
    }
}

创建渲染器Renderer

Renderer控制在于其关联的SurfaceView上绘制内容,Renderer有三个方法供Android系统调用.
(1) onSurfaceCreated() 调用一次,设置OpenGL ES环境.
(2) onDrawFrame() 每次重绘进行时调用
(3) onSurfaceChange() 视图几何图形发生改变时进行调用(eg:设备的屏幕方向发生改变)

public class MyRenerer implements GLSurfaceView.Renderer{
	@Override
	public void onSurfaceCreated(GL10 gl10, EGLConfig eglConfig){
	    	//设置背景颜色
            	GLES20.glClearColor(0f,0f,0f,1f);
	}
   	@Override
    	public void onSurfaceChanged(GL10 gl10, int i, int i1) {
		//设置背景大小
		 GLES20.glViewport(0,0,i,i1);
	}
  	
    	@Override
    	public void onDrawFrame(GL10 gl10) {
		//重绘背景颜色
		  GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
	}
}

定义三角形

OpenGL ES允许使用三维空间中的坐标定义绘制对象,所以在定义三角形之前,必须先定义其坐标.在OpenGL中，执行此操作的典型方法是为坐标定义浮点数的顶点数组。为了获得最大效率，可以将这些坐标写入ByteBuffer，并将其传递到OpenGL ES图形管道进行处理。

public class Triangle{
	private FloatBuffer vertexBuffer;
	//数组中每个顶点的坐标
	private static final int COOR_PER_VERTEX=3;
	//按逆时针顺序
	private static final float triangleCoords[]={
		0.0f,0.5f,0.0f,//顶点
		-0.5f,-0.5f,0.0f,//左顶点
		0.5f,-0.5f,0f//右顶点
	};
	float color[]={0.0f,0.0f,0.0f,0.0f};
	public Trangle(){
		//为三角形坐标初始化顶点字节缓冲区
		//(坐标值的数量*每一个浮点数4个字节)
		ByteBuffer byteBuffer=ByteBuffer.allocateDirect(
			trangleCoords.length*4);
		//使用本机硬件的本机字节顺序
		byteBuffer.order(ByteOrder.nativeOrder());
		//从ByteBuffer创建一个浮点缓冲区		
		vertexBuffer = byteBuffer.asFloatBuffer();
		//将坐标添加到FloatBuffer
 		vertexBuffer.put(triangleCoords);
		//设置缓冲区读取第一个坐标
		 vertexBuffer.position(0);
	}
}

初始化三角形

在进行绘图之前,必须初始化并加载计划绘制的形状,除非程序中使用的形状的结构（原始坐标）在执行过程中发生变化，否则应在渲染器的onSurfaceCreated（）方法中初始化它们，以获得内存和处理效率

public class MyGLRender implements GLSurfaceView.Renderer{
	private Triangle mTriangle;
	@Override
	public void onSurfaceCreated(GL10 gl10, EGLConfig eglConfig){
	    	//设置背景颜色
            	GLES20.glClearColor(0f,0f,0f,1f);
		mTriangle=new Triangle();
	}
	
}

绘制三角形

首先需要定义如下内容:
(1) Vertex Shader -顶点着色器,用于渲染形状顶点的OpenGL ES图形代码。
(2)Fragment Shader -OpenGL ES代码，用于渲染具有颜色或纹理的形状的面。
(3) Program -一个OpenGL ES对象，包含要用于绘制一个或多个形状的着色器。
我们需要至少一个顶点着色器来绘制形状，并使用一个片段着色器为该形状着色。必须编译这些着色器，然后将其添加到OpenGL ES程序中，然后使用该程序绘制形状。以下是如何定义可用于在Triangle类中绘制形状的基本着色器的示例：

public class Triangle{
	  private final String vertexShaderCode =
            // This matrix member variable provides a hook to manipulate
            // the coordinates of the objects that use this vertex shader
            "uniform mat4 uMVPMatrix;" +
                    "attribute vec4 vPosition;" +
                    "void main() {" +
                    "  gl_Position = uMVPMatrix * vPosition;" +
                    "}";
  	  private final String fragmentShaderCode =
            "precision mediump float;" +
                    "uniform vec4 vColor;" +
                    "void main() {" +
                    "  gl_FragColor = vColor;" +
                    "}";

}

着色器包含OpenGL着色语言（GLSL）代码，必须在OpenGL ES环境中使用它之前进行编译。要编译此代码，要Renderer类中创建以下该方法：

public static int loadShader(int type, String shaderCode){

      // create a vertex shader type (GLES20.GL_VERTEX_SHADER)
      // or a fragment shader type (GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER)
      int shader = GLES20.glCreateShader(type);

      // add the source code to the shader and compile it
      GLES20.glShaderSource(shader, shaderCode);
      GLES20.glCompileShader(shader);

      return shader;
  }

创建Draw()方法绘制形状

private int mPositionHandle;
  private int mColorHandle;
  private static final int COORDS_PER_VERTEX = 3;
  private final int vertexCount = triangleCoords.length /COORDS_PER_VERTEX;
  private final int vertexStride = COORDS_PER_VERTEX * 4; 

  public void draw(float[] mvpMatrix) {
      //将程序添加到OpenGL ES环境
      GLES20.glUseProgram(mProgram);
      //获取顶点着色器位置成员的句柄
      mPositionHandle=GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "vPosition");
      //启用三角形顶点的句柄
      GLES20.glEnableVertexAttribArray(mPositionHandle);
      //准备三角坐标数据
      GLES20.glVertexAttribPointer(mPositionHandle,COOR_PER_VERTEX,
              GLES20.GL_FLOAT,false,vertexStride,vertexBuffer);
      //获取片段着色器Color成员的句柄
      mColorHandle=GLES20.glGetUniformLocation(mProgram,"vColor");
      //设置绘制三角形的颜色
      GLES20.glUniform4fv(mColorHandle,1,color,0);
      //获得形状的变换矩阵的handle
      mMVPMatrixHandle=GLES20.glGetUniformLocation(mProgram,"uMVPMatrix");
      //把变换矩阵传给着色器
      GLES20.glUniformMatrix4fv(mMVPMatrixHandle,1,false,mvpMatrix,0);
      //绘制三角形
      GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES,0,vertexCount);
      //禁用顶点数组
      GLES20.glEnableVertexAttribArray(mPositionHandle);
  }

最后在Renderer的onDrawFrame()方法中调用draw()方法.要想的三角形就出现啦!

小白一个后续更新!

Sunny.SLX的个人博.