Android OpenGL 的基本使用

2018-01-15 本文已影响2799人 SeanMa

由于本人现在在公司做Android上的OpenGL图像处理相关功能，以前没有搞过这方面的知识，所以一切只能从头开始搞起，接下来将会慢慢分享其他方面的内容，先用这篇比较基础的文章来开头。

一、OpenGL的作用

刚才我们谈到图像处理，在做图像处理我们不是可以用Canvas来绘制吗，怎么还要用OpenGL那么陌生的东西来搞？为什么要用OpenGL，肯定有它的好处。

OpenGL的好处：手机上做图像处理有很多方式，但是目前为止最高效的方法是有效地使用图形处理单元，或者叫 GPU；GPU 可以集中来处理好一件事情，就是并行地做浮点运算。事实上，图像处理和渲染就是在将要渲染到窗口上的像素上做许许多多的浮点运算。也就是说用GPU来分担CPU的工作，提高工作效率。

二、初始化OpenGL项目

接下来我们会来讲解如何在Android项目开发过程中加入OpenGL，在开始前我们先了解同OpenGL ES密切相关的载体：GLSurfaceView：

GLSurfaceView会处理OpenGL初始化过程中比较基础的操作，可以配置显示设备以及在后台线程中渲染。渲染是在surface的特定区域中完成的，也称为视口。

GLSurfaceView实际上为它自己创建一个Window，可以当做是在视图层里打穿一个洞，底层的OpenGL surface显示出来，但是，它没有动画或者变形特效。

1.创建GLSurfaceView实例

要用OpenGL绘制，首先要有GLSurfaceVie的实例

    private GLSurfaceView glSurfaceView;
    private boolean rendererSet = false;
    
     @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);

        glSurfaceView = new GLSurfaceView(this);
        setContentView(glSurfaceView);
    }

2.检查系统是否支持OpenGL ES 2.0

现在OpenGL ES版本已经到3.0了，Android平台上目前有1.0和2.0，我们使用的是2.0，在使用前在onCreate()方法中检查是否支持2.0的版本并且确定使用2.0

        
        ActivityManager activityManager = 
            (ActivityManager) getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
        ConfigurationInfo configurationInfo = activityManager
            .getDeviceConfigurationInfo();
       
        final boolean supportsEs2 =
            configurationInfo.reqGlEsVersion >= 0x20000
                || (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.ICE_CREAM_SANDWICH_MR1 
                 && (Build.FINGERPRINT.startsWith("generic")
                  || Build.FINGERPRINT.startsWith("unknown")
                  || Build.MODEL.contains("google_sdk") 
                  || Build.MODEL.contains("Emulator")
                  || Build.MODEL.contains("Android SDK built for x86")));

        if (supportsEs2) {
            glSurfaceView.setEGLContextClientVersion(2);            
            glSurfaceView.setRenderer(new AirHockeyRenderer(this));
            rendererSet = true;
        } else {
            Toast.makeText(this, "This device does not support OpenGL ES 2.0.",
                Toast.LENGTH_LONG).show();
            return;
        }

一般我们只需要使用“configurationInfo.reqGlEsVersion >= 0x20000”，至于加后面主要是用于模拟器检查，假定模拟器支持2.0。

3.为OpenGL ES 2.0配置渲染表面

前面说到GLSurfaceView挖了一个洞，就是为了看见下面的渲染表面，同样实在onCreate()方法中

        if (supportsEs2) {
            // Request an OpenGL ES 2.0 compatible context.
            glSurfaceView.setEGLContextClientVersion(2);

            // Assign our renderer.
            glSurfaceView.setRenderer(new FirstOpenGLProjectRenderer());
            rendererSet = true;
        } else {
            Toast.makeText(this, "This device does not support OpenGL ES 2.0.",
                Toast.LENGTH_LONG).show();
            return;
        }

通过setEGLContextClientVersion()方法配置surface视图，设定好使用的OpenGL版本，然后调用setRenderer()传进有自定义Renderer类的新实例。当Surface创建或者发生变化的时候，以及绘制一幅新帧时，渲染器都会被GLSurfaceView调用。

4.处理Android Activity生命周期的事件

GLSurfaceView的生命周期要协同好Activity的生命周期，避免造成内存泄漏。

    @Override
    protected void onPause() {
        super.onPause();
        
        if (rendererSet) {
            glSurfaceView.onPause();
        }
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        
        if (rendererSet) {
            glSurfaceView.onResume();
        }
    }

4.创建Renderer类

Renderer类也就是我们的渲染类了，它是通过实现Renderer接口来实现功能的。

渲染器接口定义的方法：

onSurfaceCreated(GL10 glUnused, EGLConfig config)：当Surface被创建的时候，GLSurfaceView会调用这个方法，这发生在应用程序创建的第一次，并且当设备被唤醒或者用户从其他activity切换回去时，也会被调用。
onSurfaceChanged(GL10 glUnused, int width, int height)：在Surface创建以后，每次Surface尺寸变化后，这个方法都会调用
onDrawFrame(GL10 glUnused)：当绘制每一帧的时候会被调用。

GLSurfaceView会在单独一条线程中调用渲染器的方法。默认情况下，GLSurfaceView会显示设备的刷新频率不断地渲染，也可以配置按请求渲染，只需要设置GLSurfaceVIew.RENDERMODE_WHEN_DIRTY作为参数调用GLSurfaceView.setRenderMode()就可以。
GLSurfaceView在后台线程进行渲染，而UI线程是在主线程中调用的，所以两个线程间的通信可以使用如下方式，在主线程中的GLSurfaceView实例可以调用queueEvent()传递一个Runnable给后台渲染线程，渲染线程可以调用Activity的runOnUITHread()来传递事件给主线程

实现Renderer的接口方法

    public void onSurfaceCreated(GL10 glUnused, EGLConfig config) {
        // Set the background clear color to red. The first component is
        // red, the second is green, the third is blue, and the last
        // component is alpha, which we don't use in this lesson.
        glClearColor(1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
    }

首选在onSurfaceCreated()中调用glClearColor设置清空屏幕用的颜色，这里使用红色。

    @Override
    public void onSurfaceChanged(GL10 glUnused, int width, int height) {
        // Set the OpenGL viewport to fill the entire surface.
        glViewport(0, 0, width, height);
    }

设置视口的大小

    @Override
    public void onDrawFrame(GL10 glUnused) {
        // Clear the rendering surface.
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    }

在onDrawFrame()中调用glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)清空屏幕，会调用glClearColor中定义的颜色来填充整个屏幕。通过这几个步骤，基本上就可以在GLSurfaceView绘制出东西了，在这里我只是简单的用红色绘制整个屏幕。

Skype_Picture.jpeg

OpenGL在Android上的使用基本上是这样，但是，当然没那么简单，在使用OpenGL进行绘制算是比较繁琐的过程，后面也会慢慢去揭晓其他使用方法，来构造一幅一幅精美的特效静/动图。