本文目錄

一. OpenGL ES是什么？
二. OpenGL ES的版本
三. EGL是什么棍丐？
四. 需要知道的兩個方法
五. 在Android中使用OpenGL ES的步驟
六. 例子1：簡單的程序+修改背景顏色

OpenGL ES是什么？

• OpenGL(Open Graphics Library)： 是用于渲染2D、3D矢量圖形的跨語言绍填、跨平臺的應(yīng)用程序編程接口（API），使簡單的圖形構(gòu)建出復(fù)雜的三維景象栖疑。
• OpenGL ES(OpenGl for Embedded System)：是 OpenGL三維圖形 API 的子集讨永，針對手機、PDA和游戲主機等嵌入式設(shè)備而設(shè)計遇革，簡單來說就是OpenGL在移動端的閹割版卿闹。

image.png

OpenGL ES 的版本

EGL是什么膝宁？

• EGL (Embedded Graphics Library)：EGL 是連接 OpenGL ES 和本地窗口系統(tǒng)的接口鸦难，由于OpenGL ES是跨平臺的，引入EGL就是為了屏蔽不同平臺上的區(qū)別员淫。

另外合蔽，EGL定義了控制 Displays、Contexts 以及 Surfaces 的統(tǒng)一的平臺接口介返，但一般情況在 Android 平臺上開發(fā) OpenGL ES 應(yīng)用拴事，無需直接使用javax.microedition.khronos.egl 包中的類按照EGL步驟來使用OpenGL ES繪制圖形，因為在Android平臺中提供了一個android.opengl 包圣蝎，GLSurfaceView類提供了對Display刃宵、Surface 和 Context 的管理，大大簡化了 OpenGL ES 的程序框架徘公，對應(yīng)大部分 OpenGL ES開發(fā)牲证，只需調(diào)用一個方法來設(shè)置 OpenGLView 需要的GLSurfaceView.Renderer 即可。

EGL

EGL提供如下機制：

• 與設(shè)備的原生窗口系統(tǒng)通信
• 查詢繪圖表面的可用類型和配置
• 創(chuàng)建繪圖表面
• 在OpenGL ES 和其他圖形渲染API之間同步渲染
• 管理紋理貼圖等渲染資源
• 為了讓OpenGL ES能夠繪制在當(dāng)前設(shè)備上关面，我們需要EGL作為OpenGL ES與設(shè)備的橋梁坦袍。

需要知道的兩個方法

• GLSurfaceView：渲染表面類（android.opengl.GLSurfaceView）十厢，自動負(fù)責(zé)管理EGL執(zhí)行步驟，但用戶需要確定針對渲染表面 OpenGL ES 的版本捂齐，即調(diào)用 setEGLContextClientVersion(int version) 方法蛮放。隨后調(diào)用 setRenderer() 方法來為OpenGLES配置渲染表面。此外還有其他的 setEGL* 方法去配置上下文環(huán)境奠宜，例如渲染表面的 RGB 顏色分量的位深筛武。

• GLSurfaceView.Renderer：渲染器類（android.opengl.GLSurfaceView.Renderer），GLSurfaceView 需要通過渲染器對象完成實際的渲染操作挎塌，自定義渲染器對象需要繼承 Renderer 接口類，并實現(xiàn)三個方法：onSurfaceCreated()内边、onSurfaceChanged()和onDrawFrame()榴都。

在Android中使用OpenGL ES的步驟：

1. 創(chuàng)建GLSurfaceView組件，使用 Activity 來顯示 GLSurfaceView 組件漠其。
2. 為 GLSurfaceView 配置渲染類GLSurfaceView.Renderer嘴高，實現(xiàn)GLSurfaceView.Renderer接口并重寫3個方法。
   • onSurfaceCreated()：當(dāng)Surface被第一次創(chuàng)建或從其他Activity切換回來都會調(diào)用此方法和屎，方法中還可以初始化OpenGLES圖形(背景色)拴驮。
   • onSurfaceChanged()：在Surface被創(chuàng)建后，每次Surface尺寸變化柴信，還有屏幕橫豎切換都會調(diào)用此方法套啤。
   • onDrawFrame()：每繪制一幀都會調(diào)用此方法，在這個方法中必須繪制點什么随常，即使只是清空屏幕潜沦。因為如果什么都沒畫，會導(dǎo)致屏幕不斷閃爍绪氛。重點：此方法是繪制圖形的主要執(zhí)行點唆鸡。
3. 調(diào)用GLSurfaceView組件的setRenderer()方法指定Renderer對象，該Renderer對象會完成GLSurfaceView里的3D圖形的繪制枣察。

例子1：簡單的程序+修改背景顏色 OpenGLESVersion

1. 創(chuàng)建GLSurfaceView實例争占，檢查設(shè)備版本，Activity生命周期序目，配置上下文臂痕。
2. 創(chuàng)建Renderer類，實現(xiàn)渲染方法猿涨。
3. 效果展示刻蟹。

1.創(chuàng)建GLSurfaceView實例

我們通過 GLSurfaceView 來初始化 OpenGLES，如配置顯示設(shè)備 Display 以及在后臺線程中渲染嘿辟。在此之前舆瘪，我們需要對設(shè)備的進行版本檢查片效，以及在 Android Activity 生命周期的維護、渲染請求方式進行配置英古。最后才會配置這個 Surface 視圖和傳入自定義 Renderer 類淀衣。

public class VersionActivity extends AppCompatActivity {

    private GLSurfaceView surfaceView;
    private boolean rendererSet = false;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);

        //檢查OpenGl ES版本
        final ActivityManager activityManager = (ActivityManager) getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
        final ConfigurationInfo configurationInfo = activityManager.getDeviceConfigurationInfo();

        //獲取版本號
        int VersionNum = configurationInfo.reqGlEsVersion;

        //輸出196608 16進制=0x30000 3.0版本
        if (VersionNum >= 196608) {
            Toast.makeText(this, "OpenGLES version is 3.0 or more", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            rendererSet = true;
            //執(zhí)行3.0版本的方法
        }
        //輸出131072 16進制=0x20000 2.0版本
        else if (VersionNum >= 131072 && VersionNum < 196608) {
            Toast.makeText(this, "OpenGLES version is 2.0", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            rendererSet = true;
            //執(zhí)行2.0版本的方法， 配置ES 2.0的上下文
            surfaceView = new GLSurfaceView(this);
            //確定針對渲染表面 OpenGL ES 的版本
            surfaceView.setEGLContextClientVersion(2);
            //1.連續(xù)刷新頻率不停渲染召调，0.按請求來渲染
            surfaceView.setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_CONTINUOUSLY);
            surfaceView.setRenderer(new GLES20Renderer());

            setContentView(surfaceView);
        } else {
            Toast.makeText(this, "Current devices do not support OpenGLES", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            return;
        }
    }
    @Override
    protected void onPause() {
        super.onPause();
        if (rendererSet) {
            surfaceView.onPause();
        }
    }
    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        if (rendererSet) {
            surfaceView.onResume();
        }
    }
}

注意：渲染線程方式setRenderMode：
1.RENDERMODE_CONTINUOUSLY按設(shè)備刷新頻率不斷地渲染膨桥。
0.RENDERMODE_WHEN_DIRTY按請求方式來渲染。

2.創(chuàng)建Renderer類

在GLSurfaceView中傳入了一個自定義Renderer類唠叛，那么Renderer是一個渲染器只嚣，他需要重寫3個方法來實現(xiàn)渲染的整個過程。

public class GLES20Renderer implements GLSurfaceView.Renderer {
    @Override
    public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
        //第一次創(chuàng)建或切換回來都會調(diào)用此方法
        GLES20.glClearColor(0.0f, 0.0f, 1.0f, 1);
    }
    @Override
    public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
        //每次Surface尺寸變化艺沼，比如屏幕橫豎切換都會調(diào)用此方法
        GLES20.glViewport(0, 0, width, height);
    }
    @Override
    public void onDrawFrame(GL10 gl) {
        //每繪制一幀都會調(diào)用此方法
        GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    }
}

• onSurfaceCreated：其中的glClearColor是設(shè)置清空屏幕用的顏色册舞，四個參數(shù)：紅綠藍(lán)透明，都是float類型障般，最大值為1调鲸，最小值為0。
• onSurfaceChanged：其中的glViewport是設(shè)置視口的尺寸挽荡，告訴OpenGLES用來顯示Surface的大小藐石。
• onDrawFrame：其中的glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)表示清空屏幕，并會用glClearColor再次填充整個屏幕定拟。

問：參數(shù)中的GL10是什么于微？
GL10是OpenGLES 1.0的API遺留下來的。但是要編寫使用OpenGLES1.0的渲染器青自，就用這個參數(shù)角雷。但是對于OpenGLES2.0就直接通過靜態(tài)方法GLES20來直接獲取。OpenGLES3.0也是直接使用GLES30性穿。

3.結(jié)果

當(dāng)運行這個Activity的時候勺三，會看到屏幕渲染上了一層藍(lán)色背景色，這也就是我們在onSurfaceCreated中設(shè)置的glClearColor方法需曾。

運行效果圖

總結(jié)

這雖然是學(xué)習(xí)OpenGLES20的第一課吗坚，只學(xué)習(xí)了GLSurfaceView和Renderer渲染器，但有了整個程序的大體框架呆万，是最接下來的學(xué)習(xí)有著大大的幫助商源。

參考文獻(xiàn)

• 《Android三維程序設(shè)計》
• 《OpenGL ES 應(yīng)用開發(fā)實踐指南》
• https://blog.csdn.net/matrix_laboratory/article/details/50897183
• http://www.reibang.com/nb/8716340
• http://www.reibang.com/p/a94c8ed639c7
• 內(nèi)容講得比較清晰，還有前提點https://blog.csdn.net/zhang_he_xiang/article/details/85015357

為什么要使用OpenGL ES

通常來說谋减，計算機系統(tǒng)中 CPU牡彻、GPU 是協(xié)同工作的。CPU 計算好顯示內(nèi)容提交到 GPU，GPU 渲染完成后將渲染結(jié)果放入幀緩沖區(qū)庄吼，隨后視頻控制器會按照 VSync 信號逐行讀取幀緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)缎除，經(jīng)過可能的數(shù)模轉(zhuǎn)換傳遞給顯示器顯示。所以总寻，盡可能讓 CPU 和 GPU 各司其職發(fā)揮作用是提高渲染效率的關(guān)鍵器罐。

正如我們之前提到過，OpenGL 正是給我們提供了訪問 GPU 的能力渐行，不僅如此轰坊，它還引入了緩存（Buffer）這個概念，大大提高了處理效率祟印。

從一個內(nèi)存區(qū)域復(fù)制到另一個內(nèi)存區(qū)域的速度是相對較慢的肴沫，并且在內(nèi)存復(fù)制的過程中，CPU 和 GPU 都不能處理這區(qū)域內(nèi)存蕴忆，避免引起錯誤颤芬。此外，CPU / GPU 執(zhí)行計算的速度是很快的孽文，而內(nèi)存的訪問是相對較慢的，這也導(dǎo)致處理器的性能處于次優(yōu)狀態(tài)夺艰，這種狀態(tài)叫做 數(shù)據(jù)饑餓芋哭，簡單來說就是空有一身本事卻無用武之地。

針對此郁副，OpenGL 為了提升渲染的性能减牺，為兩個內(nèi)存區(qū)域間的數(shù)據(jù)交換定義了緩存。緩存是指 GPU 能夠控制和管理的連續(xù) RAM存谎。程序從 CPU 的內(nèi)存復(fù)制數(shù)據(jù)到 OpenGL ES 的緩存拔疚。通過獨占緩存，GPU 能夠盡可能以有效的方式讀寫內(nèi)存既荚。 這也意味著 GPU 使用緩存中的數(shù)據(jù)工作的同時稚失，運行在 CPU 中的程序可以繼續(xù)執(zhí)行。

來源：http://linbinghe.com/2018/b8f62c8f.html