安卓平台OpenGL ES的调用

开发游戏如果直接使用OpenGL是比较痛苦的，最好的办法是使用封装好的引擎，但很有必要了解在安卓java代码直接调用OpenGL的渲染方法
固定渲染管线只可通过配置实现不同的效果，而可编程渲染管线通过一般编程的方式实现，可以实现更加灵活的效果

OpenGL ES

OpenGL从3.0开始，而OpenGL ES从2.0开始，支持可编程管线
下图中橙色两块儿即为可编程部分，而顶点和片段着色器要相互配合好才能发挥最大性能

一般通用编程模式为写好两个shader的代码，每次运行程序时即时编译运行

代码框架

在manifest中声明OpenGL ES <uses-feature android:glEsVersion="0x00020000" android:required="true" />
在入口Acitvity中需要使用GLSurfaceView作为主视图
在GLSurfaceView中可以扩展出一些其他函数，需要创建一个GLSurfaceView.Renderer的派生类对象负责显示
GLSurfaceView.Renderer需要关注三个函数：
- onSurfaceCreated：仅调用一次
- onDrawFrame：每次显示都调用
- onSurfaceChanged：view大小变化时调用

3D坐标变换

安卓同样有对应坐标变换的库Matrix
MVP变换的实际乘法顺序是PVM
V可以通过setLookAtM得到
P则是orthoM frustumM/perspectiveM生成，其中perspectiveM是对frustumM的封装，只是在API Level 14后才存在
M如果不是I的话，表明模型有位置偏移

使用shader画图

需要创建一个顶点shader、一个片段shader，以及一个program
通过glCreateShader可以创建一个shader，之后调用glShaderSource、glCompileShader分别设置shader代码和编译
progam则通过glCreateProgram创建，调用glAttachShader添加这两个shader，调用glLinkProgram进行“链接”生成可执行指令，使用时要glUseProgram

示例代码

OpenGLES20Activity.java

package com.example.androiddeveloper;//import android.support.v7.app.ActionBarActivity;
import android.os.Bundle;
import android.view.Menu;
import android.view.MenuItem;
import android.view.MotionEvent;import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;import android.app.Activity;
import android.content.Context;
import android.opengl.*;public class OpenGLES20Activity extends Activity {private GLSurfaceView mGLView;@Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);// Create a GLSurfaceView instance and set it// as the ContentView for this Activity.mGLView = new MyGLSurfaceView(this);setContentView(mGLView);}
}class MyGLSurfaceView extends GLSurfaceView {private final MyGLRenderer mRenderer;public MyGLSurfaceView(Context context){super(context);// Create an OpenGL ES 2.0 contextsetEGLContextClientVersion(2);//setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_WHEN_DIRTY);mRenderer = new MyGLRenderer();// Set the Renderer for drawing on the GLSurfaceViewsetRenderer(mRenderer);}private final float TOUCH_SCALE_FACTOR = 180.0f / 320;private float mPreviousX;private float mPreviousY;@Overridepublic boolean onTouchEvent(MotionEvent e) {// MotionEvent reports input details from the touch screen// and other input controls. In this case, you are only// interested in events where the touch position changed.float x = e.getX();float y = e.getY();switch (e.getAction()) {case MotionEvent.ACTION_MOVE:float dx = x - mPreviousX;float dy = y - mPreviousY;// reverse direction of rotation above the mid-lineif (y > getHeight() / 2) {dx = dx * -1 ;}// reverse direction of rotation to left of the mid-lineif (x < getWidth() / 2) {dy = dy * -1 ;}mRenderer.setAngle(mRenderer.getAngle() +((dx + dy) * TOUCH_SCALE_FACTOR));requestRender();}mPreviousX = x;mPreviousY = y;return true;}
}

MyGLRenderer.java

package com.example.androiddeveloper;import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;import android.opengl.GLES20;
import android.opengl.GLSurfaceView;
import android.opengl.Matrix;
import android.os.SystemClock;public class MyGLRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {private Triangle mTriangle;private final float[] mMVPMatrix = new float[16];private final float[] mProjectionMatrix = new float[16];private final float[] mViewMatrix = new float[16];public void onSurfaceCreated(GL10 unused, javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig config) {// Set the background frame colorGLES20.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);mTriangle = new Triangle();}private float[] mRotationMatrix = new float[16];public void onDrawFrame(GL10 unused) {float[] scratch = new float[16];long time = SystemClock.uptimeMillis() % 4000L;float angle = 0.090f * ((int) time);Matrix.setRotateM(mRotationMatrix, 0, mAngle, 0, 0, -1.0f);GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);Matrix.setLookAtM(mViewMatrix, 0, 0, 0, -3, 0f, 0f, 0f, 0f, 1.0f, 0.0f);Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix, 0, mProjectionMatrix, 0, mViewMatrix, 0);Matrix.multiplyMM(scratch, 0, mMVPMatrix, 0, mRotationMatrix, 0);mTriangle.draw(scratch);}public void onSurfaceChanged(GL10 unused, int width, int height) {GLES20.glViewport(0, 0, width, height);float ratio = (float) width / height;Matrix.frustumM(mProjectionMatrix, 0, -ratio, ratio, -1, 1, 3, 7);}public static int loadShader(int type, String shaderCode){// create a vertex shader type (GLES20.GL_VERTEX_SHADER)// or a fragment shader type (GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER)int shader = GLES20.glCreateShader(type);// add the source code to the shader and compile itGLES20.glShaderSource(shader, shaderCode);GLES20.glCompileShader(shader);return shader;}public volatile float mAngle;public float getAngle() {return mAngle;}public void setAngle(float angle) {mAngle = angle;}
}

Triangle.java

package com.example.androiddeveloper;import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.FloatBuffer;import android.opengl.GLES20;public class Triangle {private FloatBuffer vertexBuffer;// number of coordinates per vertex in this arraystatic final int COORDS_PER_VERTEX = 3;static float triangleCoords[] = {   // in counterclockwise order:0.0f,  0.622008459f, 0.0f, // top-0.5f, -0.311004243f, 0.0f, // bottom left0.5f, -0.311004243f, 0.0f  // bottom right};// Set color with red, green, blue and alpha (opacity) valuesfloat color[] = { 0.63671875f, 0.76953125f, 0.22265625f, 1.0f };private final int mProgram;public Triangle() {// initialize vertex byte buffer for shape coordinatesByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(// (number of coordinate values * 4 bytes per float)triangleCoords.length * 4);// use the device hardware's native byte orderbb.order(ByteOrder.nativeOrder());// create a floating point buffer from the ByteBuffervertexBuffer = bb.asFloatBuffer();// add the coordinates to the FloatBuffervertexBuffer.put(triangleCoords);// set the buffer to read the first coordinatevertexBuffer.position(0);int vertexShader = MyGLRenderer.loadShader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER,vertexShaderCode);int fragmentShader = MyGLRenderer.loadShader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER,fragmentShaderCode);// create empty OpenGL ES ProgrammProgram = GLES20.glCreateProgram();// add the vertex shader to programGLES20.glAttachShader(mProgram, vertexShader);// add the fragment shader to programGLES20.glAttachShader(mProgram, fragmentShader);// creates OpenGL ES program executablesGLES20.glLinkProgram(mProgram);}private final String vertexShaderCode ="uniform mat4 uMVPMatrix;" +"attribute vec4 vPosition;" +"void main() {" +"  gl_Position = uMVPMatrix * vPosition;" +"}";private final String fragmentShaderCode ="precision mediump float;" +"uniform vec4 vColor;" +"void main() {" +"  gl_FragColor = vColor;" +"}";private int mPositionHandle;private int mColorHandle;private final int vertexCount = triangleCoords.length / COORDS_PER_VERTEX;private final int vertexStride = COORDS_PER_VERTEX * 4; // 4 bytes per vertexprivate int mMVPMatrixHandle;public void draw(float[] mvpMatrix) {// Add program to OpenGL ES environmentGLES20.glUseProgram(mProgram);// get handle to vertex shader's vPosition membermPositionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "vPosition");// Enable a handle to the triangle verticesGLES20.glEnableVertexAttribArray(mPositionHandle);// Prepare the triangle coordinate dataGLES20.glVertexAttribPointer(mPositionHandle, COORDS_PER_VERTEX,GLES20.GL_FLOAT, false,vertexStride, vertexBuffer);// get handle to fragment shader's vColor membermColorHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "vColor");// Set color for drawing the triangleGLES20.glUniform4fv(mColorHandle, 1, color, 0);mMVPMatrixHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uMVPMatrix");GLES20.glUniformMatrix4fv(mMVPMatrixHandle, 1, false, mvpMatrix, 0);// Draw the triangleGLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vertexCount);// Disable vertex arrayGLES20.glDisableVertexAttribArray(mPositionHandle);}
}

作者Focustc，来自于CSDN

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使用shader画图

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