OpenGLES Android篇零基础系列(一)：OpenGLES2.x可渲染管道基本流程

本文主要是介绍OpenGLES Android篇零基础系列(一)：OpenGLES2.x可渲染管道基本流程，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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前言

OpenGL ES是OpenGL的一个子集，是针对手机、PDA和游戏主机等嵌入式设备而设计的。该API由Khronos集团定义推广，Khronos是一个图形软硬件行业协会，该协会主要关注图形和多媒体方面的开放标准。
因此OpenGL ES作为第三方库被应用在android中。
到目前为止，OpenGL ES已经发展有了3个版本，OpenGL ES 1.0 , OpenGL ES 2.0 , OpenGL ES 3.0。其中OpenGL ES 1.0 是以OpenGL 1.3规范为基础，OpenGL ES 2.0 是以OpenGL 2.0 为基础，OpenGL ES 3.0是移动设备专用，以OpenGL 4.3为标准。

值得注意的是，在OpenGL2.0以前，OpenGL用的都是固定管道。之后就改为可渲染管道了，
所谓固定管道，就是固定工序，固定流程，以开关的形式开发出来供开发者调用，要实现什么功能，开发者得自己去考虑这些开关之间的组合形式，效率很低。
而渲染管道，就弥补了固定管道的缺点，它自由度高，可通过编程来实现功能，效率在大提高。因此这也是为什么在2.xAPI中删除了以前的一些固定管道的API。

因此，本文将结合一个例子，具体看一下可渲染管道怎么编程。

正文:如何利用OpenGL ES 2.0可渲染管道来创建简单的三角图形

第一步：创建GLSurfaceView对象

【说明】：
GLSurfaceView 是为OpenGL专门定义的一个类，它继承自SurfaceView。因此包含SurfaceView的一切特性。同时，它也增加了用于OpenGL特有的一些方法，比如：setRender(Render render)等。
想探究GLSurfaceView渲染过程的同学，可以去官网看看。

获取GLSurfaceView对象的途径有2种，可以直接在xml中写，也可以在代码中new。
本文我们选用后一种，eg:

public class SunnyOpenGLActivity extends FragmentActivity {private GLSurfaceView mGLSurfaceView;@Overrideprotected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);initView();setContentView(mGLSurfaceView);}@Overrideprotected void onResume() {super.onResume();mGLSurfaceView.onResume();}@Overrideprotected void onPause() {super.onPause();mGLSurfaceView.onPause();}private void initView() {mGLSurfaceView = new GLSurfaceView(this);}

第二步：自定义Render类实现GLSurfaceView.Render接口

这一步是最重要的一步，因为着色器的生成，矩阵的变换，纹理的加载等都是在这里实现的，GLSurfaceView.Render有三个重要的待实现的接口：
onSurfaceCreated(GL10 glUnused,EGLConfig config);
onSurfaceChanged(GL10 glUnused,int width,int height);
onDrawFrame(GL10 glUnused);

以上三个方法回调的时机分别如下：

方法	登时调用
onSurfaceCreated	当GLSurfaceView 实例生成时回调；
onSurfaceChanged	当手机横/竖屏切换时回调；
onDrawFrame	是由系统自动回调的，它会以一定的帧频率来调用重绘View。

当设置GLSurfaceView的渲染模式为GLSurfaceView.RENDERMODE_CONTINUOUSLY或不设置时，系统就会主动渲染，就会回调onDrawFrame()方法,
如果设置为 RENDERMODE_WHEN_DIRTY ，则还得手动调用requestRender()，才会渲染。

自定义SunnyGLRender类如下：

public class SunnyGLRender implements GLSurfaceView.Renderer {private int mProgram;private int maPostionHandle;private FloatBuffer mTriangleVB;//定义顶点(vertex)着色器命令语句private final String vertexShaderCode ="uniform mat4 uMVPMatrix; \n" +"attribute vec4 vPosition; \n" +"void main(){              \n" +" gl_Position = vPosition; \n" +"}                         \n";//片元着色器private final String fragmentShaderCode ="precision mediump float;\n" +"void main(){ \n" +" gl_FragColor = vec4 (0.63671875,0.76953125,0.22265625,1.0);\n" +//RGBA"}\n";//应用投影与相机视图private int muMVPMatrixHandle;//用于存储变换矩阵结果的总变换矩阵[4*4]private float[] mMVPMatrix = new float[16];//[4*4]的视图变换矩阵private float[] mVMatrix = new float[16];//[4*4]的投影变换矩阵private float[] mProjMatrix = new float[16];//[4*4]的模型变换矩阵private float[] mMMatrix = new float[16];public float mAngle;@Overridepublic void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {//GLES20:为OpenGL ES2.0版本,相应的//GLES30:OpenGL ES3.0//黑色背景GLES20.glClearColor(0.5f,0.5f,0.5f,1.0f);//glClear:清除缓冲区标志，这里为：清除颜色缓冲及深度缓冲，把整个窗口清除为黑色背景GLES20.glClear( GLES20.GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);initShapes();int vertextShader = loadShader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER,vertexShaderCode);int fragmentShader = loadShader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER,fragmentShaderCode);//申请特定的着色器，program != 0 申请成功mProgram = GLES20.glCreateProgram();if(mProgram != 0 ){GLES20.glAttachShader(mProgram,vertextShader);GLES20.glAttachShader(mProgram,fragmentShader);//连接着色器GLES20.glLinkProgram(mProgram);int[] linkStatus = new int[1];//查看着色器连接情况GLES20.glGetProgramiv(program, GLES20.GL_LINK_STATUS, linkStatus, 0);if (linkStatus[0] != GLES20.GL_TRUE) {//连接失败Log.e(TAG, "Could not link program: ");Log.e(TAG, GLES20.glGetProgramInfoLog(program));GLES20.glDeleteProgram(program);program = 0;}//获取着特定着色器vPosition参数。maPostionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram,"vPosition");}}/*** 初始化三角形的一些参数*/private void initShapes() {/*** X,Y,Z三轴顶点坐标* U,V也即S,T，是图片，视频等以纹理的形式加载到GLSurfaceView中时的坐标，即纹理坐标* U,V纹理坐标是无方向的*///第一种写法：顶点坐标与纹理坐标写一起float trianlgeCoords[] = {//X,Y,Z，U,V-1.0f, -0.5f, 0, 0.0f, 0.5f,1.0f, -0.5f, 0, 1.0f, 0.5f,0.0f,  1.0f, 0, 0.5f,  0.0f};//第二种写法：顶点坐标与纹理坐标分开写：(因为Z为0，只考虑二维平面，)float veticsCoor[] = {//X,Y-1.0f,-0.5f,1.0f,-0.5f,0.0f,1.0f,};float textureCoor[] = {//U,V0.0f,0.5f,1.0f,0.5f,0.5f,0.0,};//把顶点坐标存入Buffer中ByteBuffer vbb = ByteBuffer.allocateDirect(trianlgeCoords.length * 4);vbb.order(ByteOrder.nativeOrder());mTriangleVB = vbb.asFloatBuffer();mTriangleVB.put(trianlgeCoords);mTriangleVB.position(0);}/*** 加载指定着色器* @param type* @param shaderCode* @return*/private int loadShader(int type,String shaderCode){int shader = GLES20.glCreateShader(type);if(shader != 0 ){//加载着色器脚本程序(即本例的String 变量命令语句)//我们也可以把顶点着色器与片元着色器以文件的形式加载GLES20.glShaderSource(shader,shaderCode);//编译着色器脚本程序GLES20.glCompileShader(shader);//因为GLSL不能像我们写Java或C等，可以debug或Log调试，//这里我们就只能通过其返回的值，来判断是否编译通过，//如果编译失败，则检查GLSL是否写正确。//在写GLSL时，一定要检查参数类型，比如：vec2等2个浮点数的类型是否写成vec3或vec4等了，int[] compiled = new int[1];//查看编译结果GLES20.glGetShaderiv(shader, GLES20.GL_COMPILE_STATUS, compiled, 0);if (compiled[0] == 0) {//编译失败，释放申请的着色器GLES20.glDeleteShader(shader);shader = 0;}} return shader;}@Overridepublic void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {//给定窗口大小GLES20.glViewport(0, 0, width, height);//float ratio = (float) width/height;//调用此方法来计算生成透视投影矩阵Matrix.frustumM(mProjMatrix,0,-ratio,ratio,-1,1,3,7);//当Sucrface改变时，获取指定着色器的uMVPMatrix参数muMVPMatrixHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram,"uMVPMatrix");//设定相机的视角//调用此方法产生摄像机9参数位置矩阵Matrix.setLookAtM(mVMatrix,0,0,0,-3, //相机的x,y,z坐标0,0,0,//目标对应的x,y,z坐标0,1.0f,1.0f//相机的视觉向量(upx,upy,upz,三个向量最终的合成向量的方向为相机的方向));}@Overridepublic void onDrawFrame(GL10 gl) {// Redraw background color//把左矩阵投影矩阵与右矩阵视图矩阵变换后的结果存储在总矩阵mMVPMatrix中Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix,0,mProjMatrix,0,mVMatrix,0);//为三角形创建一个旋转动作/*long time = SystemClock.uptimeMillis() % 4000L;mAngle = 0.090f * ((int)time);*///创建一个绕x,y,z轴旋转一定角度的矩阵Matrix.setRotateM(mMMatrix,0,mAngle,0,0,1.0f);Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix,0,mVMatrix,0,mMMatrix,0);Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix,0,mProjMatrix,0,mMVPMatrix,0);GLES20.glUniformMatrix4fv(muMVPMatrixHandle,1,false,mMVPMatrix,0);//把Program用到OpenGL环境中GLES20.glUseProgram(mProgram);//准备画三角形的数据//为指定着色器取出的参数赋值   GLES20.glVertexAttribPointer(maPostionHandle,3,GLES20.GL_FLOAT,false,12,mTriangleVB);//使用这个从指定着色器中取出的参数的值GLES20.glEnableVertexAttribArray(maPostionHandle);//开始画GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES,0,3);}
}

第三步：权限声明

经过以上二步，程序还不能运行，得在AndroidManifest.xml中声明相应权限。

<!-- Tell the system this app requires OpenGL ES 2.0. --><uses-feature
        android:glEsVersion="0x00020000"android:required="true" />

运行程序 就可以看到三角形了。

下一节

参考资料

Android OpenGL ES2.0 开发文档
Android OpenGL ES 应用(二) 纹理
浅学OpenGLES2.0
google ApiDemo(这个自己看官方Demo就好了，就没有贴出下载地址了)

这篇关于OpenGLES Android篇零基础系列(一)：OpenGLES2.x可渲染管道基本流程的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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