Android 绘制 2D、3D 图形
2022-02-27 本文已影响0人
gaookey
image.png
绘制 2D 图形
使用 OpenGL ES 需要三个步骤
- 创建
GLSurfaceView组件，使用Activity来显示GLSurfaceView组件。 - 为
GLSurfaceView组件创建GLSurfaceView.Renderer实例，实现GLSurfaceView.Renderer类时需要实现该接口里的三个方法。
-
void onDrawFrame(GL10 gl)Renderer对象调用该方法绘制GLSurfaceView的当前帧 -
void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height)当GLSurfaceView的大小改变时回调该方法 -
void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config)当GLSurfaceView被创建时回调该方法
- 调用
GLSurfaceView组件的setRenderer()方法指定Renderer对象，该Renderer对象将会完成GLSurfaceView里 3D 图形的绘制
实现 Renderer 类时需要实现三个方法，这三个方法都有一个 GL10 形参，它就代表了 OpenGL ES 的“绘制画笔”
当 SurfaceView 被创建时，系统会回调 Renderer 对象的 onSurfaceCreated() 方法，该方法可以对 OpenGL ES 执行一些无须任何改变的初始化。
@Override
public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
// 关闭抗抖动，可以提高性能
gl.glDisable(GL10.GL_DITHER);
// 设置系统对透视进行修正
gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL10.GL_FASTEST);
// 用黑色“清屏”
gl.glClearColor(0, 0, 0, 0);
// 设置阴影平滑模式
gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);
// 启用深度测试。所谓深度测试，就是让 OpenGL ES 负责跟踪每个物体在 Z 轴上的深度，这样就可避免后面的物体遮挡前面的物体。
gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);
// 设置深度测试的类型
gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);
}
-
glDisable()用于禁用OpenGL ES某个方面的特性 -
glHint()用于对OpenGiL ES某方面进行修正 -
glClearColor()用于设置OpenGL ES“清屏”所用的颜色，4个参数分别设置红、绿、蓝、透明度值——0 为最小值，1 为最大值 -
glShadeModel()用于设置OpenGL ES的阴影模式 -
glEnable()该方法与glDisable()方法相对，用于启用OpenGL ES某方面的特性
当 SurfaceView 组件的大小发生改变时，系统会回调 Renderer 对象的 onSurfaceChanged() 方法，因此该方法通常用于初始化 3D场景。
@Override
public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
// 设置 3D 视窗的大小及位置
gl.glViewport(0, 0, width, height);
// 将当前矩阵模式设为投影矩阵
gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
// 初始化单位矩阵
gl.glLoadIdentity();
// 计算透视视窗的宽度、高度比
float ratio = (float) width / height;
// 调用此方法设置透视视窗的空间大小
gl.glFrustumf(-ratio, ratio, -1, 1, 1, 10);
}
-
glViewport()用于设置 3D 视窗的位置与大小。其中前两介参数指定该视窗的位置；后两个参数指定该视窗的宽、高 -
glMatrixMode()用于设置视图的短阵模型。通常可接受GL10.GL_PROJECTION（指定将屏幕设为透视图（要想看到逼真的三维物体，这是必要的），这意味着越远的东西看起来越小）、GL10.GL_MODELVIEW（将当前矩阵模式设为模型视图矩阵，这意味着任何新的变换都会影响该短阵中的所有物体）两个常量值 -
glLoadIdentity()相当于reset()方法，用于初始化单位矩阵 -
glFrustumf()用于设置透视投影的空间大小。前两个参数用干设置 X 轴上的最小坐标值、最大坐标值。中间两个参数用于设置 Y 轴上的最小坐标值、最大坐标值。后两个参数用于设置 Z 轴上所能绘制的场景深度的最小值、最大值。
gl.glFrustumf(-0.8f, 0.8f, -1f, 1f, 1f, 10f);
这意味着如果有一个二维矩形，它的4个顶点的坐标分别为 (-0.8, 1)、(0.8, 1)、(0.8. -1)、(-0.8, -1)，这个矩形将会占满整个视窗
@Override
public 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);
}
绘制平面上的多边形
Renderer
public class MyRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {
float[] triangleData = new float[]{
0.1f, 0.6f, 0.0f, // 上顶点
-0.3f, 0.0f, 0.0f, // 左顶点
0.3f, 0.1f, 0.0f // 右顶点
};
int[] triangleColor = new int[]{
65535, 0, 0, 0, // 上顶点红色
0, 65535, 0, 0, // 左顶点绿色
0, 0, 65535, 0 // 右顶点蓝色
};
float[] rectData = new float[]{
0.4f, 0.4f, 0.0f, // 右上顶点
0.4f, -0.4f, 0.0f, // 右下顶点
-0.4f, 0.4f, 0.0f, // 左上顶点
-0.4f, -0.4f, 0.0f // 左下顶点
};
int[] rectColor = new int[]{
0, 65535, 0, 0, // 右上顶点绿色
0, 0, 65535, 0, // 右下顶点蓝色
65535, 0, 0, 0, // 左上顶点红色
65535, 65535, 0, 0 // 左下顶点黄色
};
// 依然是正方形的4个顶点，只是顺序交换一下
float[] rectData2 = new float[]{
-0.4f, 0.4f, 0.0f, // 左上顶点
0.4f, 0.4f, 0.0f, // 右上顶点
0.4f, -0.4f, 0.0f, // 右下顶点
-0.4f, -0.4f, 0.0f // 左下顶点
};
float[] pentacle = new float[]{
0.4f, 0.4f, 0.0f,
-0.2f, 0.3f, 0.0f,
0.5f, 0.0f, 0f,
-0.4f, 0.0f, 0f,
-0.1f, -0.3f, 0f
};
FloatBuffer triangleDataBuffer;
IntBuffer triangleColorBuffer;
FloatBuffer rectDataBuffer;
IntBuffer rectColorBuffer;
FloatBuffer rectDataBuffer2;
FloatBuffer pentacleBuffer;
public MyRenderer() {
// 将顶点位置数据数组转换成FloatBuffer
triangleDataBuffer = floatBufferUtil(triangleData);
rectDataBuffer = floatBufferUtil(rectData);
rectDataBuffer2 = floatBufferUtil(rectData2);
pentacleBuffer = floatBufferUtil(pentacle);
// 将顶点颜色数据数组转换成IntBuffer
triangleColorBuffer = intBufferUtil(triangleColor);
rectColorBuffer = intBufferUtil(rectColor);
}
@Override
public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
// 关闭抗抖动
gl.glDisable(GL10.GL_DITHER);
// 设置系统对透视进行修正
gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT
, GL10.GL_FASTEST);
gl.glClearColor(0, 0, 0, 0);
// 设置阴影平滑模式
gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);
// 启用深度测试
gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);
// 设置深度测试的类型
gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);
}
@Override
public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
// 设置3D视窗的大小及位置
gl.glViewport(0, 0, width, height);
// 将当前矩阵模式设为投影矩阵
gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
// 初始化单位矩阵
gl.glLoadIdentity();
// 计算透视视窗的宽度、高度比
float ratio = (float) width / height;
// 调用此方法设置透视视窗的空间大小
gl.glFrustumf(-ratio, ratio, -1, 1, 1, 10);
}
// 绘制图形的方法
@Override
public 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);
// 启用顶点坐标数据
gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
// 启用顶点颜色数据
gl.glEnableClientState(GL10.GL_COLOR_ARRAY);
// 设置当前矩阵堆栈为模型堆栈
gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
// --------------------绘制第一个图形---------------------
// 重置当前的模型视图矩阵
gl.glLoadIdentity();
gl.glTranslatef(-0.32f, 0.35f, -1.2f); // ①
// 设置顶点的位置数据
gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, triangleDataBuffer);
// 设置顶点的颜色数据
gl.glColorPointer(4, GL10.GL_FIXED, 0, triangleColorBuffer);
// 根据顶点数据绘制平面图形。GL_TRIANGLES：绘制三角形
gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLES, 0, 3);
// --------------------绘制第二个图形---------------------
// 重置当前的模型视图矩阵
gl.glLoadIdentity();
gl.glTranslatef(0.6f, 0.8f, -1.5f);
/*
* 设置顶点的位置数据
* 这个方法中 pointer 参数用于指定顶点坐标值，但这里并未使用三维数组来指定每个顶点 X、Y、Z 坐标的值，pointer 依然是一个一维数组，其格式为 (x1, y1, z1, x2, y2, z2, x3, y3, z3, ... xN, yN,zN)；也就是该数组里将会包含 3N 个数值，每 3 个值指定一个顶点的 X、Y、Z 坐标值。第一个参数 size 指定多少个元素指定一个顶点位置，该 size 参数通常总是 3；type 参数指定顶点坐标值的类型，如果顶点坐标值为 float 类型，则指定为GL10.GL_FLOAT；如果顶点坐标值为整数，则指定为 GL10.GL_FIXED
* */
gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, rectDataBuffer);
/*
* 设置顶点的颜色数据
* 这个方法中 pointer 参数用于指定顶点的颜色值，pointer 依然是一个一维数组，其格式为 (r1, g1, b1, a1, r2, g2, b2, a2, r3, g3, b3, a3, ... rN, gN, bN, aN)；也就是该数组里将会包含 4N 个数值，每 4 个值指定一个顶点颜色的红、绿、蓝、透明度的值。第一个参数 size 指定多少个元素指定一个顶点位置，该 size 参数通常总是 4；type 参数指定顶点坐标值的类型，如果顶点坐标值为 foat 类型，则指定为 GL10.GL_FLOAT；如果顶点坐标值为整数，则指定为 GLI0.GL_FIXED
* */
gl.glColorPointer(4, GL10.GL_FIXED, 0, rectColorBuffer);
/*
* 根据顶点数据绘制平面图形
* 该方法的第一个参数指定绘制图形类型，第二个参数指定从哪个顶点开始绘制，第三个参数指定总共绘制的顶点数量。
* GL_TRIANGLE_STRIP：用多个三角形来绘制多边形
* */
gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
// --------------------绘制第三个图形---------------------
// 重置当前的模型视图矩阵
gl.glLoadIdentity();
gl.glTranslatef(-0.4f, -0.5f, -1.5f);
// 设置顶点的位置数据（依然使用之前的顶点颜色）
gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, rectDataBuffer2);
// 根据顶点数据绘制平面图形
gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
// --------------------绘制第四个图形---------------------
// 重置当前的模型视图矩阵
gl.glLoadIdentity();
gl.glTranslatef(0.4f, -0.5f, -1.5f);
// 设置使用纯色填充
gl.glColor4f(1.0f, 0.2f, 0.2f, 0.0f); // ②
gl.glDisableClientState(GL10.GL_COLOR_ARRAY);
// 设置顶点的位置数据
gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, pentacleBuffer);
// 根据顶点数据绘制平面图形
gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 5);
// 绘制结束
gl.glFinish();
// 停用顶点坐标数据、顶点颜色数据
gl.glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
}
// 定义一个工具方法，将int[]数组转换为OpenGL ES所需的IntBuffer
private IntBuffer intBufferUtil(int[] arr) {
IntBuffer mBuffer;
// 初始化ByteBuffer，长度为arr数组的长度*4，因为一个int占4字节
ByteBuffer qbb = ByteBuffer.allocateDirect(arr.length * 4);
// 数组排列用nativeOrder
qbb.order(ByteOrder.nativeOrder());
mBuffer = qbb.asIntBuffer();
mBuffer.put(arr);
mBuffer.position(0);
return mBuffer;
}
// 定义一个工具方法，将float[]数组转换为OpenGL ES所需的FloatBuffer
private FloatBuffer floatBufferUtil(float[] arr) {
FloatBuffer mBuffer;
// 初始化ByteBuffer，长度为arr数组的长度*4，因为一个int占4字节
ByteBuffer qbb = ByteBuffer.allocateDirect(arr.length * 4);
// 数组排列用nativeOrder
qbb.order(ByteOrder.nativeOrder());
mBuffer = qbb.asFloatBuffer();
mBuffer.put(arr);
mBuffer.position(0);
return mBuffer;
}
}
MainActivity
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
// 创建一个GLSurfaceView，用于显示OpenGL绘制的图形
GLSurfaceView glView = new GLSurfaceView(this);
// 创建GLSurfaceView的内容绘制器
MyRenderer myRender = new MyRenderer();
// 为GLSurfaceView设置绘制器
glView.setRenderer(myRender);
setContentView(glView);
}
}
image.png
旋转
glRotatef() 控制旋转
public class MyRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {
// 省略定义顶点坐标的代码
float[] triangleData = new float[]{
0.1f, 0.6f, 0.0f, // 上顶点
-0.3f, 0.0f, 0.0f, // 左顶点
0.3f, 0.1f, 0.0f // 右顶点
};
int[] triangleColor = new int[]{
65535, 0, 0, 0, // 上顶点红色
0, 65535, 0, 0, // 左顶点绿色
0, 0, 65535, 0 // 右顶点蓝色
};
float[] rectData = new float[]{
0.4f, 0.4f, 0.0f, // 右上顶点
0.4f, -0.4f, 0.0f, // 右下顶点
-0.4f, 0.4f, 0.0f, // 左上顶点
-0.4f, -0.4f, 0.0f // 左下顶点
};
int[] rectColor = new int[]{
0, 65535, 0, 0, // 右上顶点绿色
0, 0, 65535, 0, // 右下顶点蓝色
65535, 0, 0, 0, // 左上顶点红色
65535, 65535, 0, 0 // 左下顶点黄色
};
// 依然是正方形的4个顶点，只是顺序交换了一下
float[] rectData2 = new float[]{
-0.4f, 0.4f, 0.0f, // 左上顶点
0.4f, 0.4f, 0.0f, // 右上顶点
0.4f, -0.4f, 0.0f, // 右下顶点
-0.4f, -0.4f, 0.0f // 左下顶点
};
float[] pentacle = new float[]{
0.4f, 0.4f, 0.0f,
-0.2f, 0.3f, 0.0f,
0.5f, 0.0f, 0f,
-0.4f, 0.0f, 0f,
-0.1f, -0.3f, 0f
};
FloatBuffer triangleDataBuffer;
IntBuffer triangleColorBuffer;
FloatBuffer rectDataBuffer;
IntBuffer rectColorBuffer;
FloatBuffer rectDataBuffer2;
FloatBuffer pentacleBuffer;
// 控制旋转的角度
private float rotate;
public MyRenderer() {
// 将顶点位置数据数组包装成FloatBuffer
triangleDataBuffer = floatBufferUtil(triangleData);
rectDataBuffer = floatBufferUtil(rectData);
rectDataBuffer2 = floatBufferUtil(rectData2);
pentacleBuffer = floatBufferUtil(pentacle);
// 将顶点颜色数据数组包装成IntBuffer
triangleColorBuffer = intBufferUtil(triangleColor);
rectColorBuffer = intBufferUtil(rectColor);
}
@Override
public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
// 关闭抗抖动
gl.glDisable(GL10.GL_DITHER);
// 设置系统对透视进行修正
gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT
, GL10.GL_FASTEST);
gl.glClearColor(0, 0, 0, 0);
// 设置阴影平滑模式
gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);
// 启用深度测试
gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);
// 设置深度测试的类型
gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);
}
@Override
public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
// 设置3D视窗的大小及位置
gl.glViewport(0, 0, width, height);
// 将当前矩阵模式设为投影矩阵
gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
// 初始化单位矩阵
gl.glLoadIdentity();
// 计算透视视窗的宽度、高度比
float ratio = (float) width / height;
// 调用此方法设置透视视窗的空间大小
gl.glFrustumf(-ratio, ratio, -1, 1, 1, 10);
}
// 绘制图形的方法
@Override
public 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);
// 启用顶点坐标数据
gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
// 启用顶点颜色数据
gl.glEnableClientState(GL10.GL_COLOR_ARRAY);
// 设置当前矩阵堆栈为模型堆栈
gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
// --------------------绘制第一个图形---------------------
// 重置当前的模型视图矩阵
gl.glLoadIdentity();
gl.glTranslatef(-0.32f, 0.35f, -1.2f);
// 设置顶点的位置数据
gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, triangleDataBuffer);
// 设置顶点的颜色数据
gl.glColorPointer(4, GL10.GL_FIXED, 0, triangleColorBuffer);
// 根据顶点数据绘制平面图形
gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLES, 0, 3);
// --------------------绘制第二个图形---------------------
// 重置当前的模型视图矩阵
gl.glLoadIdentity();
gl.glTranslatef(0.6f, 0.8f, -1.5f);
gl.glRotatef(rotate, 0f, 0f, 0.1f);
// 设置顶点的位置数据
gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, rectDataBuffer);
// 设置顶点的颜色数据
gl.glColorPointer(4, GL10.GL_FIXED, 0, rectColorBuffer);
// 根据顶点数据绘制平面图形
gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
// --------------------绘制第三个图形---------------------
// 重置当前的模型视图矩阵
gl.glLoadIdentity();
gl.glTranslatef(-0.4f, -0.5f, -1.5f);
gl.glRotatef(rotate, 0f, 0.2f, 0f);
// 设置顶点的位置数据（依然使用之前的顶点颜色）
gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, rectDataBuffer2);
// 根据顶点数据绘制平面图形
gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
// --------------------绘制第四个图形---------------------
// 重置当前的模型视图矩阵
gl.glLoadIdentity();
gl.glTranslatef(0.4f, -0.5f, -1.5f);
// 设置使用纯色填充
gl.glColor4f(1.0f, 0.2f, 0.2f, 0.0f);
gl.glDisableClientState(GL10.GL_COLOR_ARRAY);
// 设置顶点的位置数据
gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, pentacleBuffer);
// 根据顶点数据绘制平面图形
gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 5);
// 绘制结束
gl.glFinish();
gl.glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
// 旋转角度增加1
rotate += 1;
}
// 省略intBufferUtil和floatBufferUtil两个工具方法的代码
// 定义一个工具方法，将int[]数组转换为OpenGL ES所需的IntBuffer
private IntBuffer intBufferUtil(int[] arr) {
IntBuffer mBuffer;
// 初始化ByteBuffer，长度为arr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nativeOrder
qbb.order(ByteOrder.nativeOrder());
mBuffer = qbb.asIntBuffer();
mBuffer.put(arr);
mBuffer.position(0);
return mBuffer;
}
// 定义一个工具方法，将float[]数组转换为OpenGL ES所需的FloatBuffer
private FloatBuffer floatBufferUtil(float[] arr) {
FloatBuffer mBuffer;
// 初始化ByteBuffer，长度为arr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nativeOrder
qbb.order(ByteOrder.nativeOrder());
mBuffer = qbb.asFloatBuffer();
mBuffer.put(arr);
mBuffer.position(0);
return mBuffer;
}
}
绘制 3D 图形
使用 OpenGL ES 绘制 3D 图形的步骤与绘制 2D 图形的步骤大致相同，只是绘制 3D 图形需要定义更多的顶点数据，而且 3D 图形需要绘制更多的三角形。
void glDrawElements(int mode, int count, int type, java.nio.Buffer indices)
根据 indices 指定的索引点来绘制三角形。该方法的第一个参数指定绘制的图形类型，可设为 GL10.GL_TRIANGLES 或 GL10.GL_TRIANGLE_STRIP；第二个参数指定一共包含多少个顶点。indices 参数最重要，它包装了一个长度为 3N 的数组，比如让该参数包装 {0, 2, 3, 1, 4, 5} 数组，这意味着告诉 OpenGL ES 要绘制两个三角形，第一个三角形的三个顶点为 0、2、3 顶点，第二个三角形的三个顶点为 1、4、5 顶点。
public class MyRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {
// 定义三棱椎的4个顶点
float[] taperVertices = new float[]{
0.0f, 0.5f, 0.0f,
-0.5f, -0.5f, -0.2f,
0.5f, -0.5f, -0.2f,
0.0f, -0.2f, 0.2f
};
// 定义三棱椎的4个顶点的颜色
int[] taperColors = new int[]{
65535, 0, 0, 0, // 红色
0, 65535, 0, 0, // 绿色
0, 0, 65535, 0, // 蓝色
65535, 65535, 0, 0 //黄色
};
// 定义三棱椎的4个三角面
private byte[] taperFacets = new byte[]{
0, 1, 2, // 0、1、2三个顶点组成一个面
0, 1, 3, // 0、1、3三个顶点组成一个面
1, 2, 3, // 1、2、3三个顶点组成一个面
0, 2, 3 // 0、2、3三个顶点组成一个面
};
// 定义立方体的8个顶点
float[] cubeVertices = new float[]{
// 上顶面正方形的4个顶点
0.5f, 0.5f, 0.5f,
0.5f, -0.5f, 0.5f,
-0.5f, -0.5f, 0.5f,
-0.5f, 0.5f, 0.5f,
// 下底面正方形的4个顶点
0.5f, 0.5f, -0.5f,
0.5f, -0.5f, -0.5f,
-0.5f, -0.5f, -0.5f,
-0.5f, 0.5f, -0.5f
};
// 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 = new byte[]{
0, 1, 2,
0, 2, 3,
2, 3, 7,
2, 6, 7,
0, 3, 7,
0, 4, 7,
4, 5, 6,
4, 6, 7,
0, 1, 4,
1, 4, 5,
1, 2, 6,
1, 5, 6
};
// 定义Open GL ES绘制所需要的Buffer对象
FloatBuffer taperVerticesBuffer;
IntBuffer taperColorsBuffer;
ByteBuffer taperFacetsBuffer;
FloatBuffer cubeVerticesBuffer;
ByteBuffer cubeFacetsBuffer;
// 控制旋转的角度
private float rotate;
public MyRenderer() {
// 将三棱椎的顶点位置数据数组包装成FloatBuffer
taperVerticesBuffer = floatBufferUtil(taperVertices);
// 将三棱椎的4个面的数组包装成ByteBuffer
taperFacetsBuffer = ByteBuffer.wrap(taperFacets);
// 将三棱椎的4个定点的颜色数组包装成IntBuffer
taperColorsBuffer = intBufferUtil(taperColors);
// 将立方体的顶点位置数据数组包装成FloatBuffer
cubeVerticesBuffer = floatBufferUtil(cubeVertices);
// 将立方体的6个面（12个三角形）的数组包装成ByteBuffer
cubeFacetsBuffer = ByteBuffer.wrap(cubeFacets);
}
@Override
public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
// 关闭抗抖动
gl.glDisable(GL10.GL_DITHER);
// 设置系统对透视进行修正
gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL10.GL_FASTEST);
gl.glClearColor(0, 0, 0, 0);
// 设置阴影平滑模式
gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);
// 启用深度测试
gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);
// 设置深度测试的类型
gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);
}
@Override
public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
// 设置3D视窗的大小及位置
gl.glViewport(0, 0, width, height);
// 将当前矩阵模式设为投影矩阵
gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
// 初始化单位矩阵
gl.glLoadIdentity();
// 计算透视视窗的宽度、高度比
float ratio = (float) width / height;
// 调用此方法设置透视视窗的空间大小。
gl.glFrustumf(-ratio, ratio, -1, 1, 1, 10);
}
// 绘制图形的方法
@Override
public 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);
// 启用顶点坐标数据
gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
// 启用顶点颜色数据
gl.glEnableClientState(GL10.GL_COLOR_ARRAY);
// 设置当前矩阵模式为模型视图。
gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
// --------------------绘制第一个图形---------------------
// 重置当前的模型视图矩阵
gl.glLoadIdentity();
gl.glTranslatef(-0.6f, 0.0f, -1.5f);
// 沿着Y轴旋转
gl.glRotatef(rotate, 0f, 0.2f, 0f);
// 设置顶点的位置数据
gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, taperVerticesBuffer);
// 设置顶点的颜色数据
gl.glColorPointer(4, GL10.GL_FIXED, 0, taperColorsBuffer);
// 按taperFacetsBuffer指定的面绘制三角形
gl.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP
, taperFacetsBuffer.remaining(),
GL10.GL_UNSIGNED_BYTE, taperFacetsBuffer);
// --------------------绘制第二个图形---------------------
// 重置当前的模型视图矩阵
gl.glLoadIdentity();
gl.glTranslatef(0.7f, 0.0f, -2.2f);
// 沿着Y轴旋转
gl.glRotatef(rotate, 0f, 0.2f, 0f);
// 沿着X轴旋转
gl.glRotatef(rotate, 1f, 0f, 0f);
// 设置顶点的位置数据
gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, cubeVerticesBuffer);
// 不设置顶点的颜色数据，还用以前的颜色数据
// 按cubeFacetsBuffer指定的面绘制三角形
gl.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP
, cubeFacetsBuffer.remaining(),
GL10.GL_UNSIGNED_BYTE, cubeFacetsBuffer);
// 绘制结束
gl.glFinish();
gl.glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
// 旋转角度增加1
rotate += 1;
}
// 定义一个工具方法，将int[]数组转换为OpenGL ES所需的IntBuffer
private IntBuffer intBufferUtil(int[] arr) {
IntBuffer mBuffer;
// 初始化ByteBuffer，长度为arr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nativeOrder
qbb.order(ByteOrder.nativeOrder());
mBuffer = qbb.asIntBuffer();
mBuffer.put(arr);
mBuffer.position(0);
return mBuffer;
}
// 定义一个工具方法，将float[]数组转换为OpenGL ES所需的FloatBuffer
private FloatBuffer floatBufferUtil(float[] arr) {
FloatBuffer mBuffer;
// 初始化ByteBuffer，长度为arr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nativeOrder
qbb.order(ByteOrder.nativeOrder());
mBuffer = qbb.asFloatBuffer();
mBuffer.put(arr);
mBuffer.position(0);
return mBuffer;
}
}
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
// 创建一个GLSurfaceView，用于显示OpenGL绘制的图形
GLSurfaceView glView = new GLSurfaceView(this);
// 创建GLSurfaceView的内容绘制器
MyRenderer myRender = new MyRenderer();
// 为GLSurfaceView设置绘制器
glView.setRenderer(myRender);
setContentView(glView);
}
}
image.gif
应用纹理贴图
public class MainActivity extends AppCompatActivity implements GestureDetector.OnGestureListener {
// 定义旋转角度
private float anglex = 0f;
private float angley = 0f;
static final float ROTATE_FACTOR = 60;
// 定义手势检测器实例
GestureDetector detector;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
// 创建一个GLSurfaceView，用于显示OpenGL绘制的图形
GLSurfaceView glView = new GLSurfaceView(this);
// 创建GLSurfaceView的内容绘制器
MyRenderer myRender = new MyRenderer(this);
// 为GLSurfaceView设置绘制器
glView.setRenderer(myRender);
setContentView(glView);
// 创建手势检测器
detector = new GestureDetector(this, this);
}
@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent me) {
// 将该Activity上的触碰事件交给GestureDetector处理
return detector.onTouchEvent(me);
}
@Override
public boolean onFling(MotionEvent event1, MotionEvent event2,
float velocityX, float velocityY) {
velocityX = velocityX > 2000 ? 2000 : velocityX;
velocityX = velocityX < -2000 ? -2000 : velocityX;
velocityY = velocityY > 2000 ? 2000 : velocityY;
velocityY = velocityY < -2000 ? -2000 : 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;
}
@Override
public boolean onDown(MotionEvent arg0) {
return false;
}
@Override
public void onLongPress(MotionEvent event) {
}
@Override
public boolean onScroll(MotionEvent event1, MotionEvent event2,
float distanceX, float distanceY) {
return false;
}
@Override
public void onShowPress(MotionEvent event) {
}
@Override
public boolean onSingleTapUp(MotionEvent event) {
return false;
}
public class MyRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {
// 立方体的顶点坐标（一共是36个顶点，组成12个三角形）
private float[] cubeVertices = {-0.6f, -0.6f, -0.6f, -0.6f, 0.6f,
-0.6f, 0.6f, 0.6f, -0.6f, 0.6f, 0.6f, -0.6f, 0.6f, -0.6f, -0.6f,
-0.6f, -0.6f, -0.6f, -0.6f, -0.6f, 0.6f, 0.6f, -0.6f, 0.6f, 0.6f,
0.6f, 0.6f, 0.6f, 0.6f, 0.6f, -0.6f, 0.6f, 0.6f, -0.6f, -0.6f,
0.6f, -0.6f, -0.6f, -0.6f, 0.6f, -0.6f, -0.6f, 0.6f, -0.6f, 0.6f,
0.6f, -0.6f, 0.6f, -0.6f, -0.6f, 0.6f, -0.6f, -0.6f, -0.6f, 0.6f,
-0.6f, -0.6f, 0.6f, 0.6f, -0.6f, 0.6f, 0.6f, 0.6f, 0.6f, 0.6f,
0.6f, 0.6f, -0.6f, 0.6f, 0.6f, -0.6f, -0.6f, 0.6f, 0.6f, -0.6f,
-0.6f, 0.6f, -0.6f, -0.6f, 0.6f, 0.6f, -0.6f, 0.6f, 0.6f, 0.6f,
0.6f, 0.6f, 0.6f, 0.6f, -0.6f, -0.6f, 0.6f, -0.6f, -0.6f, -0.6f,
-0.6f, -0.6f, -0.6f, 0.6f, -0.6f, -0.6f, 0.6f, -0.6f, 0.6f, 0.6f,
-0.6f, 0.6f, -0.6f,};
// 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,};
// 定义纹理贴图的坐标数据
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 FloatBuffer cubeVerticesBuffer;
private ByteBuffer cubeFacetsBuffer;
private FloatBuffer cubeTexturesBuffer;
// 定义本程序所使用的纹理
private int texture;
public MyRenderer(Context main) {
this.context = main;
// 将立方体的顶点位置数据数组包装成FloatBuffer;
cubeVerticesBuffer = floatBufferUtil(cubeVertices);
// 将立方体的6个面（12个三角形）的数组包装成ByteBuffer
cubeFacetsBuffer = ByteBuffer.wrap(cubeFacets);
// 将立方体的纹理贴图的坐标数据包装成FloatBuffer
cubeTexturesBuffer = floatBufferUtil(cubeTextures);
}
@Override
public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
// 关闭抗抖动
gl.glDisable(GL10.GL_DITHER);
// 设置系统对透视进行修正
gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL10.GL_FASTEST);
gl.glClearColor(0, 0, 0, 0);
// 设置阴影平滑模式
gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);
// 启用深度测试
gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);
// 设置深度测试的类型
gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);
// 启用2D纹理贴图
gl.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D);
// 装载纹理
loadTexture(gl);
}
@Override
public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
// 设置3D视窗的大小及位置
gl.glViewport(0, 0, width, height);
// 将当前矩阵模式设为投影矩阵
gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
// 初始化单位矩阵
gl.glLoadIdentity();
// 计算透视视窗的宽度、高度比
float ratio = (float) width / height;
// 调用此方法设置透视视窗的空间大小。
gl.glFrustumf(-ratio, ratio, -1, 1, 1, 10);
}
public 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);
// 启用顶点坐标数据
gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
// 启用贴图坐标数组数据
gl.glEnableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY); // ①
// 设置当前矩阵模式为模型视图。
gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
gl.glLoadIdentity();
// 把绘图中心移入屏幕2个单位
gl.glTranslatef(0f, 0.0f, -2.0f);
// 旋转图形
gl.glRotatef(angley, 0, 1, 0);
gl.glRotatef(anglex, 1, 0, 0);
// 设置顶点的位置数据
gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, cubeVerticesBuffer);
// 设置贴图的坐标数据
gl.glTexCoordPointer(2, GL10.GL_FLOAT, 0, cubeTexturesBuffer); // ②
// 执行纹理贴图
gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, texture); // ③
// 按cubeFacetsBuffer指定的面绘制三角形
gl.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLES, cubeFacetsBuffer.remaining(),
GL10.GL_UNSIGNED_BYTE, cubeFacetsBuffer);
// 绘制结束
gl.glFinish();
// 禁用顶点、纹理坐标数组
gl.glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
gl.glDisableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
// 递增角度值以便每次以不同角度绘制
}
private void loadTexture(GL10 gl) {
Bitmap bitmap = null;
try {
// 加载位图
bitmap = BitmapFactory.decodeResource(context.getResources(),
R.drawable.sand);
int[] textures = new int[1];
// 指定生成N个纹理（第一个参数指定生成一个纹理）
// textures数组将负责存储所有纹理的代号
// offset指定从第几个数组元素开始存放纹理代号
gl.glGenTextures(1, textures, 0);
// 获取textures纹理数组中的第一个纹理
texture = textures[0];
// 通知OpenGL将texture纹理绑定到GL10.GL_TEXTURE_2D目标中
gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, texture);
// 设置纹理被缩小（距离视点很远时被缩小）时的滤波方式
gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D,
GL10.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL10.GL_NEAREST);
// 设置纹理被放大（距离视点很近时被方法）时的滤波方式
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 {
// 生成纹理之后，回收位图
if (bitmap != null)
bitmap.recycle();
}
}
}
// 定义一个工具方法，将float[]数组转换为OpenGL ES所需的FloatBuffer
private FloatBuffer floatBufferUtil(float[] arr) {
FloatBuffer mBuffer;
// 初始化ByteBuffer，长度为arr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nativeOrder
qbb.order(ByteOrder.nativeOrder());
mBuffer = qbb.asFloatBuffer();
mBuffer.put(arr);
mBuffer.position(0);
return mBuffer;
}
}
摘抄至《疯狂Android讲义（第4版）》
