Android OpenGL 开发

Android OpenGL 开发

Android提供OpenGL包，专门用于3D的加速和渲染等。

OpenGL, Open Graphics Library, 是一个专业的图形程序接口，是一个功能强大、调用方便的底层图形库。

OpenGL ES ，基于OpenGL API设计，是OpenGL三维图形API的子集，是专为内嵌和移动设备设计的一个2D/3D轻量图形库。

OpenGL ES 1.0  基于OpenGL 1.3，OpenGL ES 1.1 基于 OpenGL 1.5，OpenGL ES 2.0 基于 OpenGL 2.0。

1. Android构建一个3D开发的基本框架

// 导入库

import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;

// 实例化OpenGLContext

GL10 gl = (GL10) mOpenGLContext.getGL();

// 在onDraw方法开始

mOpenGLContext.waitNative();

// 在onDraw方法结束

mOpenGLContext.waitGL();

GLSurfaceView包含一个专门用于渲染3D的接口Renderer

// 引入Renderer

import android.opengl.GLSurfaceView.Renderer;

// 创建Renderer接口的一个实现类

public class GLRender implements Renderer

// 在GLRender类中，实现三个抽象方法

public void onDrawFrame(GL10 gl);

// 窗口发生改变

public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height);

// 窗口创建

public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config);

// 在onSurfaceCreated方法中初始化

// 修正透视

gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL10.GL_FASTEST);

// R, G, B, A

gl.glClearColor(0, 0, 0, 0);

// 阴影平滑

gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);

// 设置深度缓存

gl.glClearDepthf(1.0f);

// 启用深度测试

gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);

// 深度测试类型

gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);

// 在onSurfaceChanged方法中

// 设置OpenGL场景的大小

gl.glViewport(0, 0, width, height);

// 为屏幕设置透视图，意味着越远的东西看起来越小

// 投影矩阵负责为场景增加透视

gl.glMatrixModel(GL10.GL_PROJECTION);

// 将所选的矩阵状态恢复成原始状态

gl.glLoadIdentity();

// 设置视口的大小

// 前面4个参数确定窗口大小，后面两个参数确定深度的起点和终点

gl.glFrustumf(-ratio, ratio, –1, 1, 1, 10);

// 指明任何新的变化将影响ModelView Matrix

gl.glMatrixModel(GL10.GL_MODELVIEW);

// 恢复成原始状态

gl.glLoadIdentity();

// 在onDrawFrame方法中

// 清除屏幕和深度缓存

gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

gl.glLoadIdentity();

// 设置Renderer

Renderer render = new GLRender();

GLSurfaceView glView = new GLSurfaceView(this);

glView.setRenderer(render);

setContentView(glView);

2. 多边形

在OpenGL中绘制的任何模型都会被分解成三角形、四边形。

OpenGL坐标系：调用glLoadIdentity()之后，当前点移到屏幕中心，x坐标轴从左至右，y坐标轴从下至上，z坐标轴从里往外。

在3D空间中，三角形每个顶点由(x, y, z)组成。

// 平移操作

gl.glTranslatef(-1.5f, 0.0f, –6.0f);

// 开启顶点设置功能

gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);

// 设置顶点数据

gl.glVertexPointer(int size, int type, int stride, Buffer pointer)

gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FIXED, 0, triggerBuffer);

参数1：size, 用于描述顶点的尺寸，(x,y,z)坐标系，所以是3

参数2：type, 描述顶点的类型

参数3：stride, 描述了步长

参数4：pointer, 顶点缓存，即我们创建的顶点数组

// 三角形的三个顶点

private IntBuffer triggerBuffer = IntBuffer.wrap(new int[]{0, one, 0, –one, –one, 0, one, –one, 0});

// 将顶点绘制出来

gl.glDrawArray(int mode, int first, int count)

gl.glDrawArray(GL10.GL_TRIANGLES, 0, 3);

参数1：mode, 描述了绘制的模式

参数2：first, 开始位置

参数3：count, 要绘制的顶点计数

// 重置当前的模拟观察矩阵

gl.glLoadIdentity();

// 左移1.5单位，并移入屏幕6.0

gl.glTranslatef(1.5f, 0.0f, –6.0f);

// 设置和绘制正方形

gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FIXED, 0, quaterBuffer);

gl.glDrawArray(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);

// 取消顶点设置

gl.glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);

通过glEnableClientState方法开启了顶点设置功能，在使用完成之后，需要通过glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);方法关闭/取消顶点设置功能。

3. 颜色

学习如何对图形进行着色，两种不同的着色方式，分别是：平滑/光滑着色（Smooth Coloring）和平面/单调着色（Flat Coloring）。