【libGDX】使用Mesh绘制三角形

2023-11-22 05:12
文章标签 使用 绘制 三角形 mesh libgdx

本文主要是介绍【libGDX】使用Mesh绘制三角形，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！

1 Mesh 和 ShaderProgram 简介

1.1 创建 Mesh

        1）Mesh 的构造方法

public Mesh(boolean isStatic, int maxVertices, int maxIndices, VertexAttribute... attributes)
public Mesh(boolean isStatic, int maxVertices, int maxIndices, VertexAttributes attributes)
  • isStatic：网格是否是静态的，如果网格数据不经常改动，设置为静态的可以优化性能；
  • maxVertices：顶点最大个数；
  • maxIndices：三角形顶点索引最大个数；
  • attributes：顶点属性，主要包含：位置、颜色、法线、纹理坐标等。

        2）VertexAttribute 的构造方法

public VertexAttribute(int usage, int numComponents, String alias)
  • usage：顶点属性编号；
  • numComponents：该属性的维度；
  • alias：属性别名，在 Shader 中会用到该别名，建议以 “a_” 开头，如：a_position。

        3）网格创建实例

private void initMesh() { // 初始化网格float[] vertices = {...}; // 顶点序列short[] indices = {...}; // 三角形顶点索引VertexAttribute vertexAttr = new VertexAttribute(Usage.Position, 3, "a_position");mMesh = new Mesh(true, vertices.length / 3, indices.length, vertexAttr);mMesh.setVertices(vertices);mMesh.setIndices(indices);
}

1.2 绘制 Mesh

        1）Mesh 的 render 方法

public void render(ShaderProgram shader, int primitiveType)
public void render(ShaderProgram shader, int primitiveType, int offset, int count)
  • shader：shader 程序；
  • primitiveType：图元类型，即：点（GL_POINTS）、线（GL_LINES、GL_LINE_LOOP、GL_LINE_STRIP）、面（GL_TRIANGLES、GL_TRIANGLE_STRIP、GL_TRIANGLE_FAN）；
  • offset：顶点数据偏移，通常取 0.
  • count：顶点个数。

        2）图元类型（primitiveType） 

        对于线段类型图元，输入顶点序列 abcdef，根据图元类型，组装成的线段如下：

        对于三角形类型图元，输入顶点序列 abcdef，根据图元类型，组装成的三角形如下：

1.3 ShaderProgram 简介

        1）绑定和释放着色器程序

// 开始渲染(已过时, 内部直接调用bind, 因此可以使用bind方法替换begin方法)
public void begin()
// 绑定着色器程序, 内部调用: gl.glUseProgram(program)
public void bind()
// 结束渲染(已过时, 内部是空实现, 因此可以不调用end方法)
public void end()
// 释放资源
public void dispose()

        2）设置着色器程序参数

// 设置整型Uniform变量
public void setUniformi(String name, int value)
// 设置二维整型Uniform向量
public void setUniformi(String name, int value1, int value2)
// 设置三维整型Uniform向量
public void setUniformi(String name, int value1, int value2, int value3)
// 设置四维整型Uniform向量
public void setUniformi(String name, int value1, int value2, int value3, int value4)
// 设置浮点型Uniform变量
public void setUniformf(String name, float value)
public void setUniform1fv(String name, float[] values, int offset, int length)
// 设置vec2型Uniform变量
public void setUniform2fv(String name, float[] values, int offset, int length)
public void setUniformf(String name, float value1, float value2)
public void setUniformf(String name, Vector2 values)
// 设置vec3型Uniform变量
public void setUniform3fv(String name, float[] values, int offset, int length)
public void setUniformf(String name, float value1, float value2, float value3)
public void setUniformf(String name, Vector3 values)
// 设置vec4型Uniform变量
public void setUniform4fv(String name, float[] values, int offset, int length)
public void setUniformf(String name, float value1, float value2, float value3, float value4)
public void setUniformf(String name, Color values)
// 设置三维Uniform矩阵
public void setUniformMatrix(String name, Matrix3 matrix)
// 设置四维Uniform矩阵
public void setUniformMatrix(String name, Matrix4 matrix)

        说明：name 可以使用 int 型的 location 变量替换，在 VertexAttributes.Usage 中有定义，如下。

public static final class Usage {public static final int Position = 1;public static final int ColorUnpacked = 2;public static final int ColorPacked = 4;public static final int Normal = 8;public static final int TextureCoordinates = 16;public static final int Generic = 32;public static final int BoneWeight = 64;public static final int Tangent = 128;public static final int BiNormal = 256;
}

2 绘制三角形

2.1 绘制纯色三角形

        DesktopLauncher.java

package com.zhyan8.game;import com.badlogic.gdx.backends.lwjgl3.Lwjgl3Application;
import com.badlogic.gdx.backends.lwjgl3.Lwjgl3ApplicationConfiguration;
import com.zhyan8.game.Plane;public class DesktopLauncher {public static void main (String[] arg) {Lwjgl3ApplicationConfiguration config = new Lwjgl3ApplicationConfiguration();config.setForegroundFPS(60);config.setTitle("Triangle");new Lwjgl3Application(new Triangle(), config);}
}

        Triangle.java

package com.zhyan8.game;import com.badlogic.gdx.ApplicationAdapter;
import com.badlogic.gdx.Gdx;
import com.badlogic.gdx.graphics.GL30;
import com.badlogic.gdx.graphics.Mesh;
import com.badlogic.gdx.graphics.VertexAttribute;
import com.badlogic.gdx.graphics.VertexAttributes.Usage;
import com.badlogic.gdx.graphics.glutils.ShaderProgram;public class Triangle extends ApplicationAdapter {private ShaderProgram mShaderProgram;private Mesh mMesh;@Overridepublic void create() {initShader();initMesh();}@Overridepublic void render() {Gdx.gl.glClearColor(0.455f, 0.725f, 1.0f, 1.0f);Gdx.gl.glClear(GL30.GL_COLOR_BUFFER_BIT);// mShaderProgram.begin(); // 已过时, 请使用bind方法替换mShaderProgram.bind();mMesh.render(mShaderProgram, GL30.GL_TRIANGLES);//mShaderProgram.end(); // 已过时, 可以去掉}@Overridepublic void dispose() {mShaderProgram.dispose();mMesh.dispose();}private void initShader() { // 初始化着色器程序String vertex = Gdx.files.internal("shaders/triangle_vertex.glsl").readString();String fragment = Gdx.files.internal("shaders/triangle_fragment.glsl").readString();mShaderProgram = new ShaderProgram(vertex, fragment);}private void initMesh() { // 初始化网格float[] vertices = {-0.5f, -0.5f, 0.0f,0.5f, -0.5f, 0.0f,0.0f, 0.5f, 0.0f};short[] indices = {0, 1, 2};VertexAttribute vertexAttr = new VertexAttribute(Usage.Position, 3, "a_position");mMesh = new Mesh(true, vertices.length / 3, indices.length, vertexAttr);mMesh.setVertices(vertices);mMesh.setIndices(indices);}
}

        triangle_vertex.glsl

#version 300 esin vec3 a_position;void main() {gl_Position = vec4(a_position, 1.0);
}

        说明：triangle_vertex.glsl 文件放在【assets / shaders】目录下面。

        triangle_fragment.glsl

#version 300 es
precision mediump float; // 声明float型变量的精度为mediumpout vec4 fragColor;void main() {fragColor = vec4(1, 0, 0, 1);
}

        说明：triangle_fragment.glsl 文件放在【assets / shaders】目录下面。 

        运行效果如下。

2.2 绘制彩色三角形

        Triangle.java

package com.zhyan8.game;import com.badlogic.gdx.ApplicationAdapter;
import com.badlogic.gdx.Gdx;
import com.badlogic.gdx.graphics.GL30;
import com.badlogic.gdx.graphics.Mesh;
import com.badlogic.gdx.graphics.VertexAttribute;
import com.badlogic.gdx.graphics.VertexAttributes.Usage;
import com.badlogic.gdx.graphics.glutils.ShaderProgram;public class Triangle extends ApplicationAdapter {private ShaderProgram mShaderProgram;private Mesh mMesh;@Overridepublic void create() {initShader();initMesh();}@Overridepublic void render() {Gdx.gl.glClearColor(0.455f, 0.725f, 1.0f, 1.0f);Gdx.gl.glClear(GL30.GL_COLOR_BUFFER_BIT);// mShaderProgram.begin(); // 已过时, 请使用bind方法替换mShaderProgram.bind();mMesh.render(mShaderProgram, GL30.GL_TRIANGLES);//mShaderProgram.end(); // 已过时, 可以去掉}@Overridepublic void dispose() {mShaderProgram.dispose();mMesh.dispose();}private void initShader() { // 初始化着色器程序String vertex = Gdx.files.internal("shaders/triangle_vertex.glsl").readString();String fragment = Gdx.files.internal("shaders/triangle_fragment.glsl").readString();mShaderProgram = new ShaderProgram(vertex, fragment);}private void initMesh() { // 初始化网格float[] vertices = {// 前3位是顶点位置数据, 后4位是顶点颜色数据-0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f,0.0f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f};short[] indices = {0, 1, 2};VertexAttribute vertexPosition = new VertexAttribute(Usage.Position, 3, "a_position");VertexAttribute vertexColor = new VertexAttribute(Usage.ColorUnpacked, 4, "a_color");mMesh = new Mesh(true, vertices.length / 7, indices.length, vertexPosition, vertexColor);mMesh.setVertices(vertices);mMesh.setIndices(indices);}
}

        triangle_vertex.glsl

#version 300 esin vec3 a_position;
in vec4 a_color;out vec4 v_color;void main() {gl_Position = vec4(a_position, 1.0);v_color = a_color;
}

        triangle_fragment.glsl

#version 300 es
precision mediump float; // 声明float型变量的精度为mediumpin vec4 v_color;out vec4 fragColor;void main() {fragColor = v_color;
}

        运行效果如下。 

 2.3 三角形宽高比适配

        本节通过引入相机，使得绘制后的三角形宽高比与三角形模型的宽高比一致。 

        Triangle.java

package com.zhyan8.game;import com.badlogic.gdx.ApplicationAdapter;
import com.badlogic.gdx.Gdx;
import com.badlogic.gdx.graphics.GL30;
import com.badlogic.gdx.graphics.Mesh;
import com.badlogic.gdx.graphics.OrthographicCamera;
import com.badlogic.gdx.graphics.VertexAttribute;
import com.badlogic.gdx.graphics.VertexAttributes.Usage;
import com.badlogic.gdx.graphics.glutils.ShaderProgram;public class Triangle extends ApplicationAdapter {private OrthographicCamera mCamera;private ShaderProgram mShaderProgram;private Mesh mMesh;@Overridepublic void create() {initCamera();initShader();initMesh();}@Overridepublic void render() {Gdx.gl.glClearColor(0.455f, 0.725f, 1.0f, 1.0f);Gdx.gl.glClear(GL30.GL_COLOR_BUFFER_BIT);// mShaderProgram.begin(); // 已过时, 请使用bind方法替换mShaderProgram.bind();mShaderProgram.setUniformMatrix("u_projectionViewMatrix", mCamera.combined);mMesh.render(mShaderProgram, GL30.GL_TRIANGLES);//mShaderProgram.end(); // 已过时, 可以去掉}@Overridepublic void dispose() {mShaderProgram.dispose();mMesh.dispose();}private void initCamera() {mCamera = new OrthographicCamera(Gdx.graphics.getWidth(), Gdx.graphics.getHeight());mCamera.near = 0.3f;mCamera.far = 1000f;mCamera.zoom = 0.005f; // 相机缩放级别, 值越大观察范围越大, 看到的图形越小mCamera.position.set(0f, 0f, -5f);mCamera.lookAt(0, 0, 0);mCamera.update();}private void initShader() { // 初始化着色器程序String vertex = Gdx.files.internal("shaders/triangle_vertex.glsl").readString();String fragment = Gdx.files.internal("shaders/triangle_fragment.glsl").readString();mShaderProgram = new ShaderProgram(vertex, fragment);}private void initMesh() { // 初始化网格float[] vertices = {-0.5f, -0.5f, 0.0f,0.5f, -0.5f, 0.0f,0.0f, 0.5f, 0.0f,};short[] indices = {0, 1, 2};VertexAttribute vertexPosition = new VertexAttribute(Usage.Position, 3, "a_position");mMesh = new Mesh(true, vertices.length / 3, indices.length, vertexPosition);mMesh.setVertices(vertices);mMesh.setIndices(indices);}
}

        说明：这里设置的三角形底边和高都为 1，即宽高比为 1: 1，我们期望绘制后的三角形宽高比也是 1 : 1，这时就需要通过相机进行变换。

        triangle_vertex.glsl

#version 300 esin vec3 a_position;uniform mat4 u_projectionViewMatrix;void main() {gl_Position = u_projectionViewMatrix * vec4(a_position, 1.0);
}

        说明：这里通过正交相机的观察矩阵和投影矩阵变换，实现模型宽高比的适配，也可以对输入坐标的 y 值乘以屏幕宽高比，作为 gl_Position.y 的值。

        triangle_fragment.glsl

#version 300 es
precision mediump float; // 声明float型变量的精度为mediumpout vec4 fragColor;void main() {fragColor = vec4(0, 1, 0, 0);
}

        运行效果如下，可以看到，绘制后的三角形宽高比也是 1 : 1。

这篇关于【libGDX】使用Mesh绘制三角形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！


http://www.chinasem.cn/article/407757。

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