Android OpenGL ES從白癡到入門(二):App誕生

創(chuàng)建工程

首先創(chuàng)建一個(gè)Android工程吧,創(chuàng)建工程步驟自己來吧,如果不會(huì)姻乓,你還是從Android入門開始吧眯牧。
添加基本文件(一個(gè)包含GLSurfaceView的Activity)



什么剪个?你說我怎么沒有androidTest和test這兩個(gè)包版确?這兩個(gè)包好比生孩子時(shí)的胎盤,出生就拿去給廣東人吃掉了啦骂澄。
MainActivity.java

public class MainActivity extends Activity {
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        /* 以下是重點(diǎn) */
        GLSurfaceView demoGlv = (GLSurfaceView) findViewById(R.id.glv_main_demo);
        // 設(shè)置OpenGL版本(一定要設(shè)置)
        demoGlv.setEGLContextClientVersion(2); 
        // 設(shè)置渲染器(后面會(huì)著重講這個(gè)渲染器的類)
        demoGlv.setRenderer(new MyRenderer());
        // 設(shè)置渲染模式為連續(xù)模式(會(huì)以60fps的速度刷新)
        demoGlv.setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_CONTINUOUSLY);
        /* 重點(diǎn)結(jié)束 */
    }
}

activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical">

    <android.opengl.GLSurfaceView
        android:id="@+id/glv_main_demo"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent" />

</LinearLayout>

AndroidManifest.xml

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.icebreaker.opengl">

    <application
        android:allowBackup="true"
        android:icon="@drawable/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:supportsRtl="true"
        android:theme="@style/AppTheme">

        <activity android:name=".MainActivity">
            <intent-filter>
                <!--決定應(yīng)用程序最先啟動(dòng)的Activity-->
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                <!--決定應(yīng)用程序是否顯示在程序列表里-->
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>

    </application>

</manifest>

接下來就是本文的重點(diǎn)部分了,各位看官要擦亮眼睛準(zhǔn)備亮瞎吧健提!
到此我們已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)基本的app和OpenGL繪圖的基本環(huán)境了(GLSurfaceView中的顯示緩存Surface伟叛,當(dāng)然也包含了EGL)痪伦,我們知道SurfaceView實(shí)質(zhì)是將底層顯存Surface顯示在界面上网沾,而GLSurfaceView做的就是在這個(gè)基礎(chǔ)上增加OpenGL繪制環(huán)境,接下來我們就要開始繪圖了桦山。
現(xiàn)在畫布有了醋旦,我們需要的就是一根畫筆和想要畫什么樣的圖形恒水。
在OpenGL中著色器shader就相當(dāng)于畫筆,而頂點(diǎn)vertices相當(dāng)于圖形(我們把一個(gè)個(gè)點(diǎn)點(diǎn)通過一定的順序用線連起來是不是就是一個(gè)圖形呢饲齐?)
頂點(diǎn)好理解钉凌,就是在畫布中各個(gè)點(diǎn)所在的位置,這里不過多贅述捂人。
著色器OpenGL中分成兩個(gè)部分御雕,一個(gè)用于繪制頂點(diǎn)的頂點(diǎn)著色器VerticesShader(頂點(diǎn)的位置已經(jīng)確定好了為何還需要單獨(dú)一個(gè)程序來繪制?在后面你看到攝像機(jī)和紋理部分就知道實(shí)際傳入的頂點(diǎn)坐標(biāo)并不是簡單的對(duì)應(yīng)到屏幕上的坐標(biāo)滥搭,所以頂點(diǎn)著色器的存在有它的 合理性,存在即合理)瑟匆;一個(gè)用于給頂點(diǎn)連線后所包圍的區(qū)域填充顏色的片元著色器FragmentShader闽坡,你可以簡單的理解成windows中畫圖的填充工具(對(duì),就是那個(gè)油漆桶)


一個(gè)不是很貼切的生動(dòng)例子

說了這么多沒代碼有什么用?讓我們一起來愉快的碼代碼吧:
MyRenderer.java

public class MyRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {
    private int program;
    private int vPosition;
    private int uColor;

    /**
     * 加載制定shader的方法
     * @param shaderType shader的類型  GLES20.GL_VERTEX_SHADER   GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER
     * @param sourceCode shader的腳本
     * @return shader索引
     */
    private int loadShader(int shaderType,String sourceCode) {
        // 創(chuàng)建一個(gè)新shader
        int shader = GLES20.glCreateShader(shaderType);
        // 若創(chuàng)建成功則加載shader
        if (shader != 0) {
            // 加載shader的源代碼
            GLES20.glShaderSource(shader, sourceCode);
            // 編譯shader
            GLES20.glCompileShader(shader);
            // 存放編譯成功shader數(shù)量的數(shù)組
            int[] compiled = new int[1];
            // 獲取Shader的編譯情況
            GLES20.glGetShaderiv(shader, GLES20.GL_COMPILE_STATUS, compiled, 0);
            if (compiled[0] == 0) {//若編譯失敗則顯示錯(cuò)誤日志并刪除此shader
                Log.e("ES20_ERROR", "Could not compile shader " + shaderType + ":");
                Log.e("ES20_ERROR", GLES20.glGetShaderInfoLog(shader));
                GLES20.glDeleteShader(shader);
                shader = 0;
            }
        }
        return shader;
    }

    /**
     * 創(chuàng)建shader程序的方法
     */
    private int createProgram(String vertexSource, String fragmentSource) {
        //加載頂點(diǎn)著色器
        int vertexShader = loadShader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER, vertexSource);
        if (vertexShader == 0) {
            return 0;
        }

        // 加載片元著色器
        int pixelShader = loadShader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentSource);
        if (pixelShader == 0) {
            return 0;
        }

        // 創(chuàng)建程序
        int program = GLES20.glCreateProgram();
        // 若程序創(chuàng)建成功則向程序中加入頂點(diǎn)著色器與片元著色器
        if (program != 0) {
            // 向程序中加入頂點(diǎn)著色器
            GLES20.glAttachShader(program, vertexShader);
            // 向程序中加入片元著色器
            GLES20.glAttachShader(program, pixelShader);
            // 鏈接程序
            GLES20.glLinkProgram(program);
            // 存放鏈接成功program數(shù)量的數(shù)組
            int[] linkStatus = new int[1];
            // 獲取program的鏈接情況
            GLES20.glGetProgramiv(program, GLES20.GL_LINK_STATUS, linkStatus, 0);
            // 若鏈接失敗則報(bào)錯(cuò)并刪除程序
            if (linkStatus[0] != GLES20.GL_TRUE) {
                Log.e("ES20_ERROR", "Could not link program: ");
                Log.e("ES20_ERROR", GLES20.glGetProgramInfoLog(program));
                GLES20.glDeleteProgram(program);
                program = 0;
            }
        }
        return program;
    }

    /**
     * 獲取圖形的頂點(diǎn)
     * 特別提示:由于不同平臺(tái)字節(jié)順序不同數(shù)據(jù)單元不是字節(jié)的一定要經(jīng)過ByteBuffer
     * 轉(zhuǎn)換疾嗅,關(guān)鍵是要通過ByteOrder設(shè)置nativeOrder()外厂,否則有可能會(huì)出問題
     *
     * @return 頂點(diǎn)Buffer
     */
    private FloatBuffer getVertices() {
        float vertices[] = {
                0.0f,   0.5f,
                -0.5f, -0.5f,
                0.5f,  -0.5f,
        };

        // 創(chuàng)建頂點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)緩沖
        // vertices.length*4是因?yàn)橐粋€(gè)float占四個(gè)字節(jié)
        ByteBuffer vbb = ByteBuffer.allocateDirect(vertices.length * 4);
        vbb.order(ByteOrder.nativeOrder());             //設(shè)置字節(jié)順序
        FloatBuffer vertexBuf = vbb.asFloatBuffer();    //轉(zhuǎn)換為Float型緩沖
        vertexBuf.put(vertices);                        //向緩沖區(qū)中放入頂點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)
        vertexBuf.position(0);                          //設(shè)置緩沖區(qū)起始位置

        return vertexBuf;
    }

    /**
     * 當(dāng)GLSurfaceView中的Surface被創(chuàng)建的時(shí)候(界面顯示)回調(diào)此方法,一般在這里做一些初始化
     * @param gl10 1.0版本的OpenGL對(duì)象宪迟,這里用于兼容老版本酣衷,用處不大
     * @param eglConfig egl的配置信息(GLSurfaceView會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建egl,這里可以先忽略)
     */
    @Override
    public void onSurfaceCreated(GL10 gl10, EGLConfig eglConfig) {
        // 初始化著色器
        // 基于頂點(diǎn)著色器與片元著色器創(chuàng)建程序
        program = createProgram(verticesShader, fragmentShader);
        // 獲取著色器中的屬性引用id(傳入的字符串就是我們著色器腳本中的屬性名)
        vPosition = GLES20.glGetAttribLocation(program, "vPosition");
        uColor = GLES20.glGetUniformLocation(program, "uColor");

        // 設(shè)置clear color顏色RGBA(這里僅僅是設(shè)置清屏?xí)rGLES20.glClear()用的顏色值而不是執(zhí)行清屏)
        GLES20.glClearColor(1.0f, 0, 0, 1.0f);
    }

    /**
     * 當(dāng)GLSurfaceView中的Surface被改變的時(shí)候回調(diào)此方法(一般是大小變化)
     * @param gl10 同onSurfaceCreated()
     * @param width Surface的寬度
     * @param height Surface的高度
     */
    @Override
    public void onSurfaceChanged(GL10 gl10, int width, int height) {
        // 設(shè)置繪圖的窗口(可以理解成在畫布上劃出一塊區(qū)域來畫圖)
        GLES20.glViewport(0,0,width,height);
    }

    /**
     * 當(dāng)Surface需要繪制的時(shí)候回調(diào)此方法
     * 根據(jù)GLSurfaceView.setRenderMode()設(shè)置的渲染模式不同回調(diào)的策略也不同:
     * GLSurfaceView.RENDERMODE_CONTINUOUSLY : 固定一秒回調(diào)60次(60fps)
     * GLSurfaceView.RENDERMODE_WHEN_DIRTY   : 當(dāng)調(diào)用GLSurfaceView.requestRender()之后回調(diào)一次
     * @param gl10 同onSurfaceCreated()
     */
    @Override
    public void onDrawFrame(GL10 gl10) {
        // 獲取圖形的頂點(diǎn)坐標(biāo)
        FloatBuffer vertices = getVertices();

        // 清屏
        GLES20.glClear(GLES20.GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);

        // 使用某套shader程序
        GLES20.glUseProgram(program);
        // 為畫筆指定頂點(diǎn)位置數(shù)據(jù)(vPosition)
        GLES20.glVertexAttribPointer(vPosition, 2, GLES20.GL_FLOAT, false, 0, vertices);
        // 允許頂點(diǎn)位置數(shù)據(jù)數(shù)組
        GLES20.glEnableVertexAttribArray(vPosition);
        // 設(shè)置屬性u(píng)Color(顏色 索引,R,G,B,A)
        GLES20.glUniform4f(uColor, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);
        // 繪制
        GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 3);
    }

    // 頂點(diǎn)著色器的腳本
    private static final String verticesShader
            = "attribute vec2 vPosition;            \n" // 頂點(diǎn)位置屬性vPosition
            + "void main(){                         \n"
            + "   gl_Position = vec4(vPosition,0,1);\n" // 確定頂點(diǎn)位置
            + "}";

    // 片元著色器的腳本
    private static final String fragmentShader
            = "precision mediump float;         \n" // 聲明float類型的精度為中等(精度越高越耗資源)
            + "uniform vec4 uColor;             \n" // uniform的屬性u(píng)Color
            + "void main(){                     \n"
            + "   gl_FragColor = uColor;        \n" // 給此片元的填充色
            + "}";
}

這里面有幾個(gè)點(diǎn)稍微提一下次泽,因?yàn)橛捎贠penGL底層是用C/C++實(shí)現(xiàn)的所以和java或者其它語音的數(shù)據(jù)類型字節(jié)序列有一定的區(qū)別(大小端問題)所以參數(shù)傳遞一般需要做一下轉(zhuǎn)換(我在想穿仪,為什么EGL不直接解決呢?真特么偷懶)意荤,也就是文中的頂點(diǎn)buffer啊片。代碼中我們將頂點(diǎn)著色器和片元著色器的腳本程序編譯后鏈接成一個(gè)Program然后我們在繪制圖形前就需要設(shè)置這么一個(gè)Program繪圖程序來繪圖,Program中的屬性(文中的vPosition和uColor)通過獲取屬性索引值來訪問(int類型)玖像,不同的數(shù)據(jù)類型用不同的方法訪問(應(yīng)該是為了方便跨平臺(tái)移植才沒有用重載方式吧)

方法說明

GLES20.glVertexAttribPointer(屬性索引,單頂點(diǎn)大小,數(shù)據(jù)類型,歸一化,頂點(diǎn)間偏移量,頂點(diǎn)Buffer)
GLES20.glDrawArrays(繪制方式, 起始偏移, 頂點(diǎn)數(shù)量)

源碼

點(diǎn)雞下崽

結(jié)束語

以這種代碼注釋量和我這么一提點(diǎn)紫谷,相信以各位看官的聰明才智肯定是可以深刻理解的,這里各位看官不必糾結(jié)著色器腳本問題捐寥,后續(xù)會(huì)陸續(xù)說明笤昨。
后續(xù)會(huì)引入紋理、變換矩陣握恳、攝像機(jī)瞒窒、著色器腳本程序等等,這將是一個(gè)枯燥乡洼、痛苦和煎熬的過程崇裁,各位看官準(zhǔn)備好了么!

什么束昵?你還有些不明白拔稳?唯有下圖才能解決:


最后編輯于
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