OpenGL（Open Graphics Library）是一个跨编程语言、跨平台的编程图形程序接口，主要用于图像的渲染。Android提供了简化版的OpenGL接口，即OpenGL ES。

查看系统支持的OpenGL版本

    /*** 获取支持的OpenGL版本，前16位代表最高版本，后16位代表最低版本，如0x30002，支持OpenGL 2/3*/public int getGLVersion(){ActivityManager activityManager = getSystemService(ActivityManager.class);ConfigurationInfo info = activityManager.getDeviceConfigurationInfo();return info.reqGlEsVersion;}

OpenGL及GLSurfaceView的初始化

Android系统提供了GLSurfaceView，在其内部做了OpenGL初始化工作，可直接使用GLSurfaceView。GLSurfaceView实际上创建了一个window，并在视图层穿了个洞，让底层的surface显示出来，与常规的View不同的是它没有动画或变形特效，因为它是window的一部分。

GLSurfaceView的初始化主要有

设置EGL版本

glSurfaceView.setEGLContextClientVersion(3);

设置渲染器

glSurfaceView.setRenderer(render);

设置渲染模式，需要在设置渲染器之后

glSurfaceView.setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_WHEN_DIRTY);

GLSurfaceView.Renderer

GLSurfaceView内部的一个接口，需要重写三个方法

onSurfaceCreated()：surface第一次创建或画面重新resume会调用，通常用来加载着色器，以及设置清屏时的颜色：
```
GLES20.glClearColor(r,g,b,a);
```
onSurfaceChanged()：surface尺寸发生变化时调用，通常在这里计算坐标投影矩阵，以及设置OpenGL窗口的大小
```
GLES20.glViewport(0, 0, width, height); 
```
onDrawFrame()：每次绘制都会调用，主要做清屏以及绘制，如果之前设置的渲染模式是RENDERMODE_WHEN_DIRTY，则需要调用
```
surfaceView.requestRender()，然后才会走这个方法
```

    @Overridepublic void onDrawFrame(GL10 gl) {GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GLES20.GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GLES20.GL_STENCIL_BUFFER_BIT);//清屏if (surfaceTexture != null) {surfaceTexture.updateTexImage();}shaderElement.draw();//绘制着色器元素}

着色器（Shader）

Android中的OpenGL支持顶点着色器（VertexShader）和片元着色器（FragmentShader）。通常在res/raw中保存着色器程序（xx.glsl），建议在android studio中下载glsl的插件。

VertexShader

用来处理图形每个顶点变换，包括旋转、平移、投影等，下面例子是顶点着色器程序vertex.glsl

#version 300 es
in vec4 verTexPosition;//顶点向量，数据来自java数组，只读
in vec4 textureCoordinate;//纹理的向量
uniform mat4 textureMatrix;//与surfaceTexture相关联的纹理坐标变换矩阵，一致变量，在着色器执行期间是不变的，与片段着色器共享
uniform mat4 projectionMatrix;//坐标投影矩阵
out vec2 aCoor;//顶点着色器的输出，作为片段着色器的输入
out float weights[9];
out vec2 coordinates[9];void main() {gl_Position=projectionMatrix*verTexPosition;aCoor=(textureMatrix*textureCoordinate).xy;
}

上面代码是OpenGL3.0的写法，与2.0有所区别;

gl_Position为内置变量，表示顶点的位置

FragmentShader

计算纹理的颜色并填充，片元着色器有多个，每个可以理解为一个点。

相机输出到surface采用的是外部纹理

samplerExternalOES

#version 300 es
#extension GL_OES_EGL_image_external_essl3 : require
precision mediump float;
in vec2 aCoor;
out vec4 gl_FragColor;
uniform samplerExternalOES fragmentSampler;
void main() {gl_FragColor=texture(fragmentSampler, aCoor);//采样函数texture()
}

gl_FragColor为内置变量，表示输出的颜色；
其它的纹理一般是用sampler2D，结合采样函数texture()输出纹理颜色

加载着色器程序

    private static int loadShader(int type, @RawRes int resId) {int shaderId = GLES20.glCreateShader(type);//创建shaderGLES20.glShaderSource(shaderId, readCodes(resId));//加载glsl代码GLES20.glCompileShader(shaderId);//编译shaderint[] status = new int[1];GLES20.glGetShaderiv(shaderId, GLES20.GL_COMPILE_STATUS, status, 0);if (status[0] != GLES20.GL_TRUE) {Log.e(TAG, "loadShader: failed, type=" + type + " message=" + GLES20.glGetShaderInfoLog(shaderId));GLES20.glDeleteShader(shaderId);return -1;}return shaderId;}/*** 加载着色器程序* @param vid vertex shader的资源id* @param fid fragment shader的资源id* @return OpenGL的programId，可以用来查找着色器程序的变量位置*/public static int loadProgram(@RawRes int vid, @RawRes int fid) {int vShaderId = loadShader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER, vid);//顶点着色器int fShaderId = loadShader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER, fid);//片段着色器int program = GLES20.glCreateProgram();if (vShaderId != -1) {GLES20.glAttachShader(program, vShaderId);//指定要附加的着色器对象}if (fShaderId != -1) {GLES20.glAttachShader(program, fShaderId);}GLES20.glLinkProgram(program);int[] status = new int[1];GLES20.glGetProgramiv(program, GLES20.GL_LINK_STATUS, status, 0);if (status[0] != GLES20.GL_TRUE) {throw new RuntimeException("program link failed! reason=" + GLES20.glGetProgramInfoLog(program));}return program;}

从res中读取glsl的字符串，并加载glsl代码，并编译shader，这里可以封装一个帮助类。

OpenGL相关常用的java API

获取glsl中的变量位置：

int locationA=GLES20.glGetAttribLocation(programId,name);//获取attribute变量的位置，OpenGL3对应是in
int locationU=GLES20.glGetUniformLocation(programId, name1);//获取uniform变量的位置

创建buffer，用来存放要传给着色器的数组，通常包括顶点数组、纹理数组、颜色数组

    private FloatBuffer createBuffer(float[] arr) {FloatBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(arr.length * 4).order(ByteOrder.nativeOrder()).asFloatBuffer().put(arr);buffer.position(0);return buffer;}

创建纹理并设置参数

    protected int createTexture() {//generate texture and set paramsint[] texture = new int[1];glGenTextures(texture.length, texture, 0);int target = forCamera ? GLES11Ext.GL_TEXTURE_EXTERNAL_OES : GL_TEXTURE_2D;glBindTexture(target, texture[0]);//设置纹理参数glTexParameteri(target, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);//缩小，最近邻过滤glTexParameteri(target, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);//放大，双线性过滤glTexParameteri(target, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL10.GL_CLAMP_TO_EDGE);glTexParameteri(target, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL10.GL_CLAMP_TO_EDGE);glBindTexture(target, 0);return texture[0];}

指定使用的着色器

glUseProgram(programId);

设置attribute变量的值

 glEnableVertexAttribArray(location);glVertexAttribPointer(location, size, GL_FLOAT, false, 0, buffer);//size是每个元素的大小，比如二维坐标，就是2

设置uniform变量的值

glUniform1f(highLocation, 1f);//float 类型
glUniform1i(extSampYLocation, 3);//int 类型
glUniform4f(rectLocation, left, top, right, bottom);//float 数组
glUniformMatrix3fv(location, 1, true, matrix, 0);//矩阵传值

传递大数据量的数据，可以使用纹理的方式

glActiveTexture(GL_TEXTURE2);//之前的纹理已绑定到TEXTURE2
Buffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(table.length).put(table).position(0);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, table.length / 3, 1, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, buffer);

特别注意：向着色器程序传递数据，或者读取数据，只能在GL渲染线程进行，因此传值时通常是

surfaceView.queueEvent(runnable);

绘制图形：OpenGL ES 只支持点、线和三角形绘制，矩形可以用多个三角形组成

glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, count);

着色器元素的绘制，大概是这样

public void draw() {glUseProgram(programId);/*bindAttribureData(vetexLocation, vertexSize, vertexBuffer);//顶点，之前已绑定，忽略bindAttribureData(textureLocation, textureSize, textureBuffer);//纹理bindAttribureData(colorLocation, colorSize, colorBuffer);//颜色*/glUniformMatrix4fv(projectionMatrixLocation, 1, false, projectionMatrix, 0);//投影矩阵glUniformMatrix4fv(textureMatrixLocation, 1, false, textureMatrix, 0);//纹理矩阵glActiveTexture(GL_TEXTURE0);//选择当前活跃的纹理单元glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureId);glUniform1i(samplerLocation, 0);//对应GL_TEXTURE0int count = vertexBuffer.capacity() / vertexSize;glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, count);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);//取消之前绑定的纹理}

结合上面onDrawFrame()中的清屏操作，基本就完整了。

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