OpenGL ES绘制3D纹理贴图

最近看了《疯狂android讲义》的图形相关的内容，结合自己的理解，整理了一下。

下图是做出来的3D纹理贴图效果，手指在屏幕滑动时，图片可以随之转动。

要实现一个纹理贴图，很简单，大致需要五步：

1、gl.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D) 启用2D纹理功能；

2、gl.glEnableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY) 启用纹理坐标数组；

3、gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D,texture) 绑定纹理；

4、GLUtils.texImage2D(GL10.GL_TEXTURE_2D, 0, bitmap, 0) 根据位图生成纹理；

5、gl.glTexCoordPointer(2, GL10.GL_FLOAT,0, bufferUtil(cubeTextures)) 设置纹理坐标；

下面是一个完整的例子：

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements GestureDetector.OnGestureListener{private static final String TAG = "MainActivity";GestureDetector gestureDetector;// 定义旋转角度private float anglex = 0f;private float angley = 0f;static final float ROTATE_FACTOR = 60;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);GLSurfaceView glSurfaceView = new GLSurfaceView(this);MyRenderOne myRender = new MyRenderOne(this);glSurfaceView.setRenderer(myRender);setContentView(glSurfaceView);gestureDetector = new GestureDetector(this, this);}@Overridepublic boolean onDown(MotionEvent e) {return false;}@Overridepublic void onShowPress(MotionEvent e) {  }@Overridepublic boolean onSingleTapUp(MotionEvent e) {return false;}@Overridepublic boolean onScroll(MotionEvent e1, MotionEvent e2, float distanceX, float distanceY) {return false;}@Overridepublic void onLongPress(MotionEvent e) {  }@Overridepublic boolean onFling(MotionEvent e1, MotionEvent e2, float velocityX, float velocityY) {velocityX = velocityX > 4000 ? 4000 : velocityX;velocityX = velocityX < -4000 ? -4000 : velocityX;velocityY = velocityY > 4000 ? 4000 : velocityY;velocityY = velocityY < -4000 ? -4000 : velocityY;// 根据横向上的速度计算沿Y轴旋转的角度angley += velocityX * ROTATE_FACTOR / 4000;// 根据纵向上的速度计算沿X轴旋转的角度anglex += velocityY * ROTATE_FACTOR / 4000;return true;}@Overridepublic boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {// 将该Activity上的触碰事件交给GestureDetector处理return gestureDetector.onTouchEvent(event);}public class MyRenderOne implements GLSurfaceView.Renderer {// 立方体的顶点座标（一共是36个顶点，组成12个三角形）private float[] cubeVertices = { -0.4f, -0.4f, -0.4f, -0.4f, 0.4f,-0.4f, 0.4f, 0.4f, -0.4f, 0.4f, 0.4f, -0.4f, 0.4f, -0.4f, -0.4f,-0.4f, -0.4f, -0.4f, -0.4f, -0.4f, 0.4f, 0.4f, -0.4f, 0.4f, 0.4f,0.4f, 0.4f, 0.4f, 0.4f, 0.4f, -0.4f, 0.4f, 0.4f, -0.4f, -0.4f,0.4f, -0.4f, -0.4f, -0.4f, 0.4f, -0.4f, -0.4f, 0.4f, -0.4f, 0.4f,0.4f, -0.4f, 0.4f, -0.4f, -0.4f, 0.4f, -0.4f, -0.4f, -0.4f, 0.4f,-0.4f, -0.4f, 0.4f, 0.4f, -0.4f, 0.4f, 0.4f, 0.4f, 0.4f, 0.4f,0.4f, 0.4f, -0.4f, 0.4f, 0.4f, -0.4f, -0.4f, 0.4f, 0.4f, -0.4f,-0.4f, 0.4f, -0.4f, -0.4f, 0.4f, 0.4f, -0.4f, 0.4f, 0.4f, 0.4f,0.4f, 0.4f, 0.4f, 0.4f, -0.4f, -0.4f, 0.4f, -0.4f, -0.4f, -0.4f,-0.4f, -0.4f, -0.4f, 0.4f, -0.4f, -0.4f, 0.4f, -0.4f, 0.4f, 0.4f,-0.4f, 0.4f, -0.4f, };// 定义立方体所需要的6个面（一共是12个三角形所需的顶点）private byte[] cubeFacets = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12,13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29,30, 31, 32, 33, 34, 35, };// 定义纹理贴图的72个座标数据private float[] cubeTextures = { 1.0000f, 1.0000f, 1.0000f, 0.0000f,0.0000f, 0.0000f, 0.0000f, 0.0000f, 0.0000f, 1.0000f, 1.0000f,1.0000f, 0.0000f, 1.0000f, 1.0000f, 1.0000f, 1.0000f, 0.0000f,1.0000f, 0.0000f, 0.0000f, 0.0000f, 0.0000f, 1.0000f, 0.0000f,1.0000f, 1.0000f, 1.0000f, 1.0000f, 0.0000f, 1.0000f, 0.0000f,0.0000f, 0.0000f, 0.0000f, 1.0000f, 0.0000f, 1.0000f, 1.0000f,1.0000f, 1.0000f, 0.0000f, 1.0000f, 0.0000f, 0.0000f, 0.0000f,0.0000f, 1.0000f, 0.0000f, 1.0000f, 1.0000f, 1.0000f, 1.0000f,0.0000f, 1.0000f, 0.0000f, 0.0000f, 0.0000f, 0.0000f, 1.0000f,0.0000f, 1.0000f, 1.0000f, 1.0000f, 1.0000f, 0.0000f, 1.0000f,0.0000f, 0.0000f, 0.0000f, 0.0000f, 1.0000f };private Context context;private int texture;public MyRenderOne(Context con){this.context = con;}@Overridepublic void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {gl.glDisable(GL10.GL_DITHER); //关闭抗抖动gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL10.GL_FASTEST); //设置系统对透视进行修正gl.glClearColor(0, 0, 0, 0); //黑色背景gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH); //设置平滑模式gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL); //设置深度测试(opengl es会跟踪z轴的深度，以避免后面的图像挡住前面的图像)的类型gl.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D); //开启2D纹理贴图loadTexture(gl);}private void loadTexture(GL10 gl) {Bitmap bitmap = null;try {bitmap = BitmapFactory.decodeResource(context.getResources(), R.drawable.aa);int textures[] = new int[1];gl.glGenTextures(1,textures,0); //创建纹理texture = textures[0];gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, texture); //将纹理绑定到目标// 设置纹理被缩小（距离视点很远时被缩小）时候的滤波方式gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL10.GL_NEAREST);// 设置纹理被放大（距离视点很近时被放大）时候的滤波方式gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL10.GL_LINEAR);// 设置在横向、纵向上都是平铺纹理gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_WRAP_S, GL10.GL_REPEAT);gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D,GL10.GL_TEXTURE_WRAP_T,GL10.GL_REPEAT);// 加载位图生成纹理GLUtils.texImage2D(GL10.GL_TEXTURE_2D, 0, bitmap, 0);}  finally {if (bitmap != null){bitmap.recycle();}}}@Overridepublic void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {Log.i(TAG, "onSurfaceChanged enter...");gl.glViewport(0, 0, width, height); //设置视窗的大小及位置gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION); //设置为投影矩阵gl.glLoadIdentity(); // 初始化单位矩阵float ratio = (float) width / height;gl.glFrustumf(-ratio, ratio, -1, 1, 1, 10); // 设置透视视窗的空间大小。}@Overridepublic void onDrawFrame(GL10 gl) {// 清除屏幕缓存和深度缓存gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);//开启顶点设置和纹理设置功能gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);gl.glEnableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW); //设置为模型矩阵Log.i(TAG, "onDrawFrame enter...");gl.glLoadIdentity();gl.glTranslatef(0f, 0.0f, -2.0f); // 把绘图中心移入屏幕2个单位gl.glRotatef(angley, 0, 1, 0); // 旋转图形gl.glRotatef(anglex, 1, 0, 0);gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, bufferUtil(cubeVertices)); //设置立方体的顶点gl.glTexCoordPointer(2, GL10.GL_FLOAT, 0, bufferUtil(cubeTextures)); //设置纹理顶点//gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, texture); //将纹理绑定到目标(执行纹理贴图)//绘制立方体gl.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLES, cubeFacets.length, GL10.GL_UNSIGNED_BYTE, bufferUtil2(cubeFacets));gl.glFinish(); //绘制完成// 禁用顶点和纹理设置gl.glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);gl.glDisableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);}/** OpenGL 是一个非常底层的画图接口，它所使用的缓冲区存储结构是和我们的 java 程序中不相同的。* Java 是大端字节序(BigEdian)，而 OpenGL 所需要的数据是小端字节序(LittleEdian)。* 所以，我们在将 Java 的缓冲区转化为 OpenGL 可用的缓冲区时需要作一些工作。建立buff的方法如下* */public Buffer bufferUtil(float []arr){FloatBuffer mBuffer ;//先初始化buffer,数组的长度*4,因为一个float占4个字节ByteBuffer qbb = ByteBuffer.allocateDirect(arr.length * 4);//数组排列用nativeOrderqbb.order(ByteOrder.nativeOrder());mBuffer = qbb.asFloatBuffer();mBuffer.put(arr);mBuffer.position(0);return mBuffer;}public Buffer bufferUtil1(int []arr){IntBuffer mBuffer ;//先初始化buffer,数组的长度*4,因为一个int占4个字节ByteBuffer qbb = ByteBuffer.allocateDirect(arr.length * 4);//数组排列用nativeOrderqbb.order(ByteOrder.nativeOrder());mBuffer = qbb.asIntBuffer();mBuffer.put(arr);mBuffer.position(0);return mBuffer;}public Buffer bufferUtil2(byte []arr){//先初始化bufferByteBuffer qbb = ByteBuffer.allocateDirect(arr.length);//数组排列用nativeOrderqbb.order(ByteOrder.nativeOrder());qbb.put(arr);qbb.position(0);return qbb;}}}

其中有几点需要说明下：

1、启动2D纹理功能用的是gl.glEnable()，而不是gl.glEnableClientState();
2、gl.glDrawElements()的第一个参数指定绘制的模块，可以是：GL10.GL_TRIANGLES(绘制三角形)和GL10.GL_TRIANGLE_STRIP(用多个三角形绘制多边形)，第三个参数是坐标值的类型，如果是float则为GL10.GL_FLOAT，如果是int则为GL10.GL_FIXED，如果是byte则为GL10.GL_UNSIGNED_BYTE；

3、gl.glDrawElements()最后一个参数是坐标数组，如果用不好就会报错：java.lang.IllegalArgumentException: Must use a native order direct Buffer这个错误在android1.6以上会出现，原因是Java使用的是大端字节序，而opengl使用的是小端字节序，所以需要转换一下才能使用。

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