前言

這篇文章簡單介紹一下在Android平臺下的EGL環(huán)境的相關(guān)內(nèi)容，由于OpenGL ES并不負責窗口管理以及上下文管理，該職責由各個平臺自行完成往扔；在Android平臺下OpenGL ES的上下文環(huán)境是依賴EGL的API進行搭建的远豺。

對于EGL這個框架，谷歌已經(jīng)提供了GLSurfaceView飞几，是一個已經(jīng)封裝EGL相關(guān)處理的工具類，但是不夠靈活独撇；對于更加核心的OpengGL ES的用法（例如多線程共享紋理）則需要開發(fā)者自行搭建EGL開發(fā)環(huán)境屑墨。

前置知識

Java層實現(xiàn)
在Java層，EGL封裝了兩套框架纷铣，分別是：

• 位于javax.microedition.khronos.egl包下的EGL10卵史。
• 位于android.opengl包下的EGL14。

其主要區(qū)別是：

• EGL14是在Android 4.2(API 17)引入的搜立，換言之API 17以下的版本不支持EGL14以躯。
• EGL10不支持OpenGL ES 2.x，因此在EGL10中某些相關(guān)常量參數(shù)只能用手寫硬編碼代替儒拂，例如EGL14.EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION以及EGL14.EGL_OPENGL_ES2_BIT等等寸潦。

PS:由于主體流程基本一致，所以本篇以EGL10的代碼進行示例社痛。

Native層實現(xiàn)
程序在Native層使用EGL環(huán)境時见转。
需要引入EGL的so庫：

Android.mk：

LOCAL_LDLIBS += -lEGL

CMake：

find_library( EGL-lib
        EGL )

需要包含頭文件：

#include <EGL/egl.h>
#include <EGL/eglext.h>

EGL環(huán)境配置整體流程

1. 獲取默認的EGLDisplay。
2. 對EGLDisplay進行初始化蒜哀。
3. 輸入預設置的參數(shù)獲取EGL支持的EGLConfig斩箫。
4. 通過EGLDisplay和EGLConfig創(chuàng)建一個EGLContext上下文環(huán)境。
5. 創(chuàng)建一個EGLSurface來連接EGL和設備的屏幕撵儿。
6. 在渲染線程綁定EGLSurface和EGLContext乘客。
7. 【進行OpenGL ES的API渲染步驟】(與EGL無關(guān))
8. 調(diào)用SwapBuffer進行雙緩沖切換顯示渲染畫面。
9. 釋放EGL相關(guān)資源EGLSurface淀歇、EGLContext易核、EGLDisplay。

獲取顯示設備

首先浪默，EGL是需要知道繪制內(nèi)容的目標在哪里牡直，EGLDisplay是一個封裝了物理屏幕的數(shù)據(jù)類型缀匕，也可以理解為繪制目標的一個抽象。

通常通過eglGetDisplay()方法返回EGLDisplay來作為OpenGL ES的渲染目標碰逸，在該方法中乡小，一般來說都會將常量EGL_DEFAULT_DISPLAY傳進方法中，而各個手機廠商則會返回默認的顯示設備饵史。

java代碼：

mEgl = (EGL10) EGLContext.getEGL();
// 返回默認的顯示設備.
mEglDisplay = mEgl.eglGetDisplay(EGL10.EGL_DEFAULT_DISPLAY);
// 需判斷是否成功獲取EGLDisplay
if (mEglDisplay == EGL10.EGL_NO_DISPLAY) {
    throw new RuntimeException("eglGetDisplay failed");
}

c代碼：

EGLDisplay egl_display;
egl_display = eglGetDisplay(EGL_DEFAULT_DISPLAY);
//需判斷是否成功獲取EGLDisplay
if (egl_display == EGL_NO_DISPLAY)
    return error;

一般來說满钟，我們需要驗證eglGetDisplay()的返回值，如果是EGL_NO_DISPLAY的話胳喷，那么就是沒有獲取默認顯示設備湃番，需要返回給客戶端上層處理異常。

當我們獲取到了EGLDisplay厌蔽，我們需要調(diào)用eglInitialize()對其進行初始化牵辣，該方法會返回一個bool變量代表執(zhí)行是否成功。

java代碼：

int version[] = new int[2];
if (!EGL10.eglInitialize(eglDisplay, version, 0, version, 1)) {
    throw new RuntimeException("eglInitialize failed");
}

c代碼：

EGLint major, minor;
if (!eglInitialize(egl_display, &major, &minor))
    return error;

方法的后面參數(shù)代表Major和Minor的版本奴饮，比如EGL的版本號是1.0，那么Major將返回1择浊，Minor返回0戴卜。
如果不關(guān)心版本號，這兩個參數(shù)可以傳入NULL琢岩。

配置輸出格式

當我們獲取到EGLDisplay后投剥，其實已經(jīng)可以將OpenGL ES的輸出與設備的屏幕橋接起來了，但是還是需要指定一些配置項担孔，例如色彩格式江锨、像素格式、RGBA的表示以及SurfaceType等糕篇，實際上也就是指FrameBuffer的配置參數(shù)啄育。

一般來說不同平臺的EGL標準是不同的，以下是Android平臺一個比較通用的配置參數(shù)（Java的就不列舉了）：

const EGLint config_attribs[] = {
        EGL_BUFFER_SIZE, 32,   //顏色緩沖區(qū)中所有組成顏色的位數(shù)
        EGL_ALPHA_SIZE, 8,     //顏色緩沖區(qū)中透明度位數(shù)
        EGL_BLUE_SIZE, 8,      //顏色緩沖區(qū)中藍色位數(shù)
        EGL_GREEN_SIZE, 8,     //顏色緩沖區(qū)中綠色位數(shù)
        EGL_RED_SIZE, 8,       //顏色緩沖區(qū)中紅色位數(shù)
        EGL_RENDERABLE_TYPE, EGL_OPENGL_ES2_BIT,  //egl版本  2.0
        EGL_NONE
};

PS：EGL的參數(shù)配置一般都以 id拌消，value 依次存放挑豌，對于個別的屬性可以只有 id 沒有 value ，并以EGL_NONE標識結(jié)尾信息墩崩。
最終可以通過調(diào)用eglChooseConfig()方法得到配置選項信息：

java代碼：

EGLConfig[] configs = new EGLConfig[1];
int[] numConfigs = new int[1];
// eglChooseConfig()方法得到配置選項信息
if(!mEgl.eglChooseConfig(mEglDisplay, attribList, configs, configs.length, numConfigs))
       throw new IllegalArgumentException("eglChooseConfig failed");
   
// 如果沒有配置的Config
if (numConfigs[0] < 0) 
       throw new RuntimeException("Unable to find any matching EGL config");

EGLConfig eglConfig = configs[0];
// 對應的Config不存在
if (eglConfig == null) 
       throw new RuntimeException("eglChooseConfig returned null");

c代碼：

EGLint num_config;
EGLConfig  egl_config;
//檢測返回值是否成功
if (!eglChooseConfig(egl_display, config_attribs, &egl_config, 1, &num_config))
        return error;
//如果沒有配置的Config
if (num_config < 0)
        return error;
//對應的Config不存在
if (_egl_config == NULL)
        return error;

簡單看一下函數(shù)原型：eglChooseConfig(EGLDisplay dpy, const EGLint *attrib_list, EGLConfig *configs, EGLint config_size,EGLint *num_config)可以知道：
第2個參數(shù)attrib_list指的是配置參數(shù)列表氓英，也就是上面的config_attribs[]；
第3個參數(shù)configs返回輸出的EGLConfigs數(shù)據(jù)鹦筹，可能有多個铝阐；
第4個參數(shù)config_size則表示最多需要輸出多少個EGLConfig；
第5個參數(shù)num_config則代表滿足配置參數(shù)的EGLConfig的個數(shù)铐拐。

附帶一個EGLConfig屬性表格：

創(chuàng)建EGL上下文環(huán)境

當拿到EGLDisplay和EGLConfig后徘键，就可以開始創(chuàng)建EGL的上下文環(huán)境EGLContext了练对。
EGLContext的存在是因為OpenGL ES所創(chuàng)建的資源對于開發(fā)者來說可見的僅僅只是一個 ID 而已，而其實際內(nèi)容依賴于這個上下文啊鸭。
一個EGLContext只能在一個線程中使用锹淌，如果將EGLContext所持有的OpengGL資源在多線程間共享，那么需要用到共享上下文(share context)赠制。

簡單看下EGLContext的創(chuàng)建代碼：

java代碼：

 // 指定OpenGL ES2版本
 int[] attrib_list = {
       EGL14.EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION, 2,
       EGL10.EGL_NONE
 };
// 創(chuàng)建EGLContext上下文
if(mEGLContext != null)
      mEGLContext = mEgl.eglCreateContext(mEglDisplay, configs[0], null,attrib_list);
else
      mEGLContext = mEgl.eglCreateContext(mEglDisplay, configs[0], EGL10.EGL_NO_CONTEXT,attrib_list);
//需要檢測Context是否存在
if (mEGLContext == EGL10.EGL_NO_CONTEXT) {
       throw new RuntimeException("Failed to create EGL context");
}

c代碼：

EGLContext egl_context;
//指定OpenGL ES2版本
const EGLint context_attribs[] = {
      EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION, 2,
      EGL_NONE
};
//創(chuàng)建EGLContext上下文
egl_context = eglCreateContext(egl_display, egl_config, NULL, context_attribs);
//需要檢測Context是否存在
if (egl_context == EGL_NO_CONTEXT)
    return error;

函數(shù)eglCreateContext()的第三個參數(shù)可以傳入一個EGLContext的變量赂摆，該變量的意義是指可以與正在創(chuàng)建的上下文環(huán)境共享OpenGL ES資源，包括紋理钟些、FrameBuffer以及其他的Buffer等資源烟号。
如果傳入NULL代表不需要與其他的OpenGL ES上下文共享任何資源。

連接EGL和設備屏幕

當我們需要將EGL跟設備的屏幕橋接起來時政恍，我們需要用到EGLSurface讓EGL有一個“橋”的功能汪拥，從而使得OpenGL ES的輸出可以渲染到設備屏幕上；
EGLSurface其實就是一個FrameBuffer篙耗，通過EGL庫提供的eglCreateWindowSurface()可以創(chuàng)建一個可實際顯示的Surface迫筑；也可以通過EGL庫提供的eglCreatePbufferSurface()方法創(chuàng)建一個OffScreen的Surface。

java代碼：

 // 創(chuàng)建可顯示的Surface
// 第三個參數(shù)在EGL10中只支持SurfaceHolder和SurfaceTexture
mEglSurface = mEgl.eglCreateWindowSurface(mEglDisplay, configs[0], surface,null);
if (mEglSurface == null || mEglSurface == EGL10.EGL_NO_SURFACE) {
    throw new RuntimeException("createWindowSurface returned EGL_BAD_NATIVE_WINDOW.");
}

這里需要強調(diào)一點的是eglCreateWindowSurface()的第三個入?yún)?code>surface雖然可以傳入Object宗弯；但是在EGL14中只支持Surface和SurfaceTexture脯燃，在EGL10中只支持SurfaceHolder和SurfaceTexture。

c代碼：

//創(chuàng)建可顯示的Surface
EGLSurface egl_surface;
const EGLint attribs[] = { EGL_NONE };
egl_surface = eglCreateWindowSurface(egl_display, egl_config, window, attribs);
if (egl_surface == EGL_NO_SURFACE)
    return error;

在Native層蒙保，eglCreateWindowSurface()的第三個入?yún)?code>window是需要傳入一個ANativeWindow對象辕棚，也就是本地設備屏幕的表示。

我們可以通過Surface(由SurfaceView或者TextureView獲得或者構(gòu)建出來的Surface對象)來構(gòu)建ANativeWindow邓厕。
需要引入頭文件：

#include <android/native_window.h>
#include <android/native_window_jni.h>

獲取ANativeWindow的代碼如下：

//surface也就是一個jobject逝嚎，對應java層的Surface。
ANativeWindow *window = ANativeWindow_fromSurface(env, surface);

如果我們要做離屏渲染的話详恼，就需要用到離屏處理的Surface补君，也就是創(chuàng)建一個PBufferSurface，PBufferSurface的保存位置是在顯存中的幀单雾，具體代碼可以參考赚哗。

java代碼:

//創(chuàng)建離屏Surface
EGLSurface eglSurface;
int[] surfaceAttribs = {
        EGL14.EGL_WIDTH, width,
        EGL14.EGL_HEIGHT, height,
        EGL14.EGL_NONE
};
eglSurface = EGL14.eglCreatePbufferSurface(eglDisplay, eglConfig, surfaceAttribs, 0);
if (eglSurface == EGL14.EGL_NO_SURFACE) {
    throw new RuntimeException("Failed to create pixel buffer surface");
}

c代碼：

//創(chuàng)建離屏Surface
EGLSurface egl_surface;
const EGLint attribs[] = {
    EGL_WIDTH, width,
    EGL_HEIGHT, height,
    EGL_NONE
};
egl_surface = eglCreatePbufferSurface(egl_display, egl_config, attribs);
if (egl_surface == EGL_NO_SURFACE)
    return error;

另外說一點，EGLSurface還支持參數(shù)的查詢與設置硅堆，例如我們想知道新創(chuàng)建的Surface的寬高屿储，那么可以用到下面的方法。

java代碼：

//查詢Surface的width
int[] array = new int[1];
EGL14.eglQuerySurface(eglDisplay, eglSurface, EGL14.EGL_WIDTH, array, 0);
//設置Surface的width
if (!EGL14.eglSurfaceAttrib(eglDisplay, eglSurface, EGL14.EGL_WIDTH, 600))
    throw new RuntimeException("eglSurfaceAttrib fail");

c代碼：

//查詢Surface的width
EGLint value;
eglQuerySurface(_egl_display, _egl_surface, EGL_WIDTH, &value);
//設置Surface的width
if (!eglSurfaceAttrib(_egl_display, _egl_surface, EGL_WIDTH, 600))
    return error;

EGL變量與線程的綁定

一般來說渐逃，開發(fā)者需要為OpenGL ES開辟一個新的線程够掠，來執(zhí)行渲染操作，并且需要為該線程綁定顯示設備EGLSurface和上下文環(huán)境EGLContext茄菊。

每個線程都需要綁定一個上下文疯潭，才可以開始執(zhí)行OpenGL ES指令赊堪，我們可以通過eglMakeCurrent來為該線程綁定Surface和Context，值得注意一點的是一個EGLContext只能綁定到一個線程上面竖哩。

java代碼：

if (!mEgl.eglMakeCurrent(mEglDisplay, mEglSurface, mEglSurface, mEglContext)) {
    throw new RuntimeException("eglMakeCurrent failed");
}

c代碼：

if (!eglMakeCurrent(egl_display, egl_surface, egl_surface, egl_context))
    return error;

可以通過返回值來判斷eglMakeCurrent()是否成功哭廉，這個也是必要的。

OpenGL的渲染

涉及到OpenGl ES的繪圖API和紋理相關(guān)方面的知識相叁，本篇這里不做介紹遵绰，請關(guān)注后續(xù)相關(guān)文章。

雙緩沖機制

EGL在初始化的時候默認設置的是雙緩沖模式增淹，也就是兩份FrameBuffer;
即一份緩沖用于繪制圖像椿访，一份緩沖用于顯示圖像，每次顯示時需要交換兩份緩沖虑润。
我們需要在OpenGL ES繪制完畢后成玫，調(diào)用

eglSwapBuffers(egl_display, egl_surface);

將前臺的FrameBuffer和后臺FrameBuffer進行交換。

EGL的資源釋放

當然拳喻，EGL在我們不需要的時候也是需要進行釋放的哭当。
我們需要將線程跟EGL環(huán)境解除綁定：

eglMakeCurrent(egl_display, EGL_NO_SURFACE, EGL_NO_SURFACE, EGL_NO_CONTEXT);

然后要銷毀EGLSurface:

eglDestroySurface(egl_display, egl_surface);

接著清理掉上下文環(huán)境：

eglDestroyContext(egl_display, egl_context);

最終關(guān)閉掉顯示設備：

eglTerminate(egl_display);

通過上面也就是完成了一個EGL的資源釋放工作。

整體java代碼如下：

package com.sjy.livepushmine.opengl;

import android.util.Log;
import android.view.Surface;

import javax.microedition.khronos.egl.EGL10;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLContext;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLDisplay;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLSurface;

import static android.opengl.EGL14.EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION;

/**
 * An EGL helper class.
 * 可參照：http://www.reibang.com/p/d5ff1ff4ee2a冗澈，比較詳細
 */

public class EglHelper {

    private EGL10 mEgl;
    private EGLDisplay mEglDisplay;
    private EGLContext mEglContext;
    private EGLSurface mEglSurface;
    private EGLConfig mEGLConfig;

    //    /**
//     * 用給的mEGLContext和mEGLSurface創(chuàng)建egl
//     */
    public void eglSetup( Surface surface,EGLContext eglContext) {
        try {
//            mEglContext = mEGLContext;
            // 獲取egl實例
            mEgl = (EGL10) EGLContext.getEGL();

            // 返回默認的顯示設備.
            mEglDisplay = mEgl.eglGetDisplay(EGL10.EGL_DEFAULT_DISPLAY);
            // 需判斷是否成功獲取EGLDisplay
            if (mEglDisplay == EGL10.EGL_NO_DISPLAY) {
                throw new RuntimeException("eglGetDisplay failed");
            }

            // mEglDisplay進行初始化
            int[] version = new int[2];
            if(!mEgl.eglInitialize(mEglDisplay, version)) {
                throw new RuntimeException("eglInitialize failed");
            }

            // 已經(jīng)將OpenGL ES的輸出與設備的屏幕橋接起來荣病，需指定一些配置項
            int[] attributes = new int[]{
                    EGL10.EGL_RED_SIZE, 8,//顏色緩沖區(qū)紅色分量的位數(shù)為8
                    EGL10.EGL_GREEN_SIZE, 8,
                    EGL10.EGL_BLUE_SIZE, 8,
                    EGL10.EGL_ALPHA_SIZE, 8,//模板緩沖區(qū)
                    EGL10.EGL_RENDERABLE_TYPE, 4,//egl版本  2.0
                    EGL10.EGL_NONE //并以EGL_NONE標識結(jié)尾信息
            };
            /*
             *   EGL_RENDERABLE_TYPE注釋：
             *   android不支持OpenGL ES 2.x，因此在EGL10中某些相關(guān)常量參數(shù)只能用手寫硬編碼代替渗柿，
             *   例如EGL14.EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION以及EGL14.EGL_OPENGL_ES2_BIT等等
             *   public static final int EGL14.EGL_OPENGL_ES2_BIT                 = 0x0004;
             */
            int[] num_config = new int[1];
            // eglChooseConfig()方法得到配置選項信息
            if(!mEgl.eglChooseConfig(mEglDisplay, attributes, null, 1, num_config)){
                throw new IllegalArgumentException("eglChooseConfig failed");
            }

            int numConfigs = num_config[0];
            if (numConfigs <= 0) {
                throw new IllegalArgumentException(
                        "No configs match configSpec");
            }

            EGLConfig[] configs = new EGLConfig[numConfigs];
            if (!mEgl.eglChooseConfig(mEglDisplay, attributes, configs, numConfigs, num_config)) {
                throw new IllegalArgumentException("eglChooseConfig#2 failed");
            }

            mEGLConfig = configs[0];

            // 對應的Config不存在
            if (mEGLConfig == null) {
                throw new RuntimeException("eglChooseConfig returned null");
            }

            // 指定OpenGL ES2版本
            int[] attrib_list = {EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION, 2,EGL10.EGL_NONE};
            // 創(chuàng)建EGLContext上下文
            if(eglContext != null)
                mEglContext = mEgl.eglCreateContext(mEglDisplay, mEGLConfig, eglContext,attrib_list);
            else
                mEglContext = mEgl.eglCreateContext(mEglDisplay, mEGLConfig, EGL10.EGL_NO_CONTEXT,attrib_list);
            // 創(chuàng)建可顯示的Surface
            // 第三個參數(shù)在EGL10中只支持SurfaceHolder和SurfaceTexture
            mEglSurface = mEgl.eglCreateWindowSurface(mEglDisplay, configs[0], surface,null);
            if (mEglSurface == null || mEglSurface == EGL10.EGL_NO_SURFACE) {
                throw new RuntimeException("createWindowSurface returned EGL_BAD_NATIVE_WINDOW.");
            }

            /*
             每個線程都需要綁定一個上下文，才可以開始執(zhí)行OpenGL ES指令脖岛，
             我們可以通過eglMakeCurrent來為該線程綁定Surface和Context
             */
            if (!mEgl.eglMakeCurrent(mEglDisplay, mEglSurface, mEglSurface, mEglContext)) {
                Log.e("Egl", "eglSetup: " + Integer.toHexString(mEgl.eglGetError()));
                throw new RuntimeException("egl makeCurrent failed");
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public boolean swapBuffers() {
        if (mEgl != null) {
            return mEgl.eglSwapBuffers(mEglDisplay, mEglSurface);
        }
        Log.e("TAG", "egl is null");
        return false;
    }




    /**
     * 銷毀mEglDisplay和當前線程綁定
     */
    public void destroySurface() {
        if (mEglSurface != null && mEglSurface != EGL10.EGL_NO_SURFACE) {
            // 需要將線程跟EGL環(huán)境解除綁定
            mEgl.eglMakeCurrent(mEglDisplay, EGL10.EGL_NO_SURFACE,
                    EGL10.EGL_NO_SURFACE,
                    EGL10.EGL_NO_CONTEXT);
            // 要銷毀EGLSurface
            mEgl.eglDestroySurface(mEglDisplay,mEglSurface);
            mEglSurface = null;
            // 接著清理掉上下文環(huán)境
            mEgl.eglDestroyContext(mEglDisplay,mEglContext);
            mEglContext = null;
            // 最終關(guān)閉掉顯示設備
            mEgl.eglTerminate(mEglDisplay);
            mEglDisplay = null;
        }
    }

    public EGLConfig getEglConfig() {
        return mEGLConfig;
    }

    public EGLSurface getEglSurface() {
        return mEglSurface;
    }

    public EGLContext getEGLContext() {
        return mEglContext;
    }
}

最后說一些

在Android平臺上面朵栖，當程序切到后臺的時候，需要釋放EGL環(huán)境柴梆，在應用挪回前臺時陨溅，重新初始化相關(guān)環(huán)境。
不過谷歌提供了一個已經(jīng)封裝完善的GLSurfaceView提供OpenGL ES的繪制環(huán)境绍在，普通需求下采用GLSurfaceView進行繪制也是一個不錯的選擇门扇。
有興趣可以讀讀這篇文章：源碼解析：Android源碼GLSurfaceView源碼解析。
最后放一個EGL的官方文檔地址偿渡。

結(jié)語

這篇文章簡單介紹了一下Android平臺下的EGL環(huán)境的相關(guān)內(nèi)容臼寄，并提供了基于java層EGL10和native層的EGL相關(guān)API的使用示例。
后續(xù)文章將介紹怎么在EGL環(huán)境下進行OpenGL ES相關(guān) API的一些使用溜宽。

End!

轉(zhuǎn)自作者：碼農(nóng)叔叔
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