快速入门
关键类
- GLSurfaceView
- 绘制的载体
- 小部分区域时可使用TextureView
- 理论上可使用SurfaceView
- GLSurfaceView.Renderer
- 实质的绘制动作
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构键一个GLSurfaceView对象
class MyGLSurfaceView extends GLSurfaceView {
public MyGLSurfaceView(Context context){
super(context);
// 创建一个OpenGL ES 2.0 context
setEGLContextClientVersion(2);
// 设置Renderer到GLSurfaceView
setRenderer(new MyRenderer());
// 只有在绘制数据改变时才绘制view
setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_WHEN_DIRTY);
}
}
GLSurfaceView.RENDERMODE_WHEN_DIRTY会阻止绘制GLSurfaceView的帧，直到你调用了requestRender()，这样会非常高效。
绘制灰色背景的Renderer
public class MyGL20Renderer implements GLSurfaceView.Renderer {
// 仅调用一次，用于设置view的OpenGLES环境
public void onSurfaceCreated(GL10 unused, EGLConfig config) {
// 设置背景的颜色
GLES20.glClearColor(0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f);
}
public void onDrawFrame(GL10 unused) {
// 重绘背景色
GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
}
public void onSurfaceChanged(GL10 unused, int width, int height) {
GLES20.glViewport(0, 0, width, height);
}
}
这些方法们都具有一个GL10参数，但你使用的却是OpengGLES 2.0 API们,这其实是为了使Android框架能简单的兼容各OpenGLES版本而做的。
定义形状
通过OpenGLES相对Android的坐标系统，可以定义各种形状。其中三角形是所有形状的基础，因为很多复杂的三位图形都可以看做是大量三角形组成的。因为我们先了解定义三角形，再通过三角形组成正方形。
三角形
定义一个三角形，需要定义这个三角形的三个顶点在三维空间中的坐标。在OpenGL中，典型的方式是为坐标定义一个浮点类型的顶点数组。
为了最高效，你应把这些坐标都写进一个ByteBuffer，它会被传到OpenGLES图形管线以进行处理。
缺省情况下，OpenGLES 假定[0,0,0]是GLSurfaceView 帧的中心，[1,1,0]是右上角，[-1,-1,0]是左下角。坐标的顺序为(X, Y, Z)。
class Triangle {
private FloatBuffer vertexBuffer;
// 数组中每个顶点的坐标数
static final int COORDS_PER_VERTEX = 3;
static float triangleCoords[] = { // 按逆时针方向顺序:
0.0f, 0.622008459f, 0.0f, // top
-0.5f, -0.311004243f, 0.0f, // bottom left
0.5f, -0.311004243f, 0.0f // bottom right
};
// 设置颜色，分别为red, green, blue 和alpha (opacity)
float color[] = { 0.63671875f, 0.76953125f, 0.22265625f, 1.0f };
public Triangle() {
// 为存放形状的坐标，初始化顶点字节缓冲
ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(
// (坐标数 * 4)float占四字节
triangleCoords.length * 4);
// 设用设备的本点字节序
bb.order(ByteOrder.nativeOrder());
// 从ByteBuffer创建一个浮点缓冲
vertexBuffer = bb.asFloatBuffer();
// 把坐标们加入FloatBuffer中
vertexBuffer.put(triangleCoords);
// 设置buffer，从第一个坐标开始读
vertexBuffer.position(0);
}
}
此形状的坐标是按逆时针方向定义的。绘制顺序很重要，因为它定义了哪面是形状的正面，哪面是反面，使用OpenGLES 的cullface特性，你可以只画正面而不画反面。
正方形
定义正方形有很多方法，典型的做法是使用两个三角形。
opengl_square.jpg
按照上面的图形，定义4个关键坐标点，以及两个三角形的绘制顺序，即可定义好这个正方形。
class Square {
private FloatBuffer vertexBuffer;
private ShortBuffer drawListBuffer;
// 每个顶点的坐标数
static final int COORDS_PER_VERTEX = 3;
static float squareCoords[] = { -0.5f, 0.5f, 0.0f, // top left
-0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom left
0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom right
0.5f, 0.5f, 0.0f }; // top right
private short drawOrder[] = { 0, 1, 2, 0, 2, 3 }; // 顶点的绘制顺序
public Square() {
// initialize vertex byte buffer for shape coordinates
ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(
// (坐标数 * 4)
squareCoords.length * 4);
bb.order(ByteOrder.nativeOrder());
vertexBuffer = bb.asFloatBuffer();
vertexBuffer.put(squareCoords);
vertexBuffer.position(0);
// 为绘制列表初始化字节缓冲
ByteBuffer dlb = ByteBuffer.allocateDirect(
// (对应顺序的坐标数 * 2)short是2字节
drawOrder.length * 2);
dlb.order(ByteOrder.nativeOrder());
drawListBuffer = dlb.asShortBuffer();
drawListBuffer.put(drawOrder);
drawListBuffer.position(0);
}
}
绘制形状
OpenGL ES 2.0画一个定义好的图形需要很多代码，典型的需要定义以下几个东西：
- VertexShader-用于渲染形状的顶点
- FragmentShader-用于渲染形状的外观（颜色或纹理）
- Program-包含了你想要用来绘制一个或多个形状的Shader。
绘制Program中至少需要保护一个VertexShader和一个FragmentShader。
OpenGLShading Language
如下为OpenGLShading Language (GLSL)代码，Shader必须经过编译才能添加到Program中，然后通过Program进行绘制。
private final String vertexShaderCode =
"attribute vec4 vPosition;" +
"void main() {" +
" gl_Position = vPosition;" +
"}";
private final String fragmentShaderCode =
"precision mediump float;" +
"uniform vec4 vColor;" +
"void main() {" +
" gl_FragColor = vColor;" +
"}";
可使用如下的静态方法编译Shader
public static int loadShader(int type, String shaderCode){
// 创建一个vertex shader类型(GLES20.GL_VERTEX_SHADER)
// 或fragment shader类型(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER)
int shader = GLES20.glCreateShader(type);
// 将源码添加到shader并编译之
GLES20.glShaderSource(shader, shaderCode);
GLES20.glCompileShader(shader);
return shader;
}
编译OpenGLES shader们和链接Program们是很耗CPU的，所以你应该避免多次执行。
绘制
一般在形状类中创建draw()负责绘制。下面的代码设置位置和颜色值到形状的VertexShader和FragmentShader，然后执行绘制功能。
private final int vertexCount = triangleCoords.length; // COORDS_PER_VERTEX;
private final int vertexStride = COORDS_PER_VERTEX * 4; // bytes per vertex
public void draw() {
// 将program加入OpenGL ES环境中
GLES20.glUseProgram(mProgram);
// 获取指向vertex shader的成员vPosition的 handle
mPositionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "vPosition");
// 启用一个指向三角形的顶点数组的handle
GLES20.glEnableVertexAttribArray(mPositionHandle);
// 准备三角形的坐标数据
GLES20.glVertexAttribPointer(mPositionHandle, COORDS_PER_VERTEX,
GLES20.GL_FLOAT, false,
vertexStride, vertexBuffer);
// 获取指向fragment shader的成员vColor的handle
mColorHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "vColor");
// 设置三角形的颜色
GLES20.glUniform4fv(mColorHandle, 1, color, 0);
// 画三角形
GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vertexCount);
// 禁用指向三角形的顶点数组
GLES20.glDisableVertexAttribArray(mPositionHandle);
}
最终只需要在Renderer的onDrawFrame()调用draw()方法，即可完成形状的绘制。
Square的绘制逻辑和Triangle类似，只需要修改关键的绘制方法。
//GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vertexCount);
GLES20.glDrawElements(GLES20.GL_TRIANGLES, drawOrder.length, GLES20.GL_UNSIGNED_SHORT, drawListBuffer);
