android-opengles3.0开发【2】绘制图形
2019-05-09 本文已影响15人
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简介
android 下 opengles 的绘制图形简单来说步骤如下：
- 定义图形顶点数据
- 编写/编译 顶点着色器 和 片段着色器。
- 创建程序，将着色器绑定到程序上，然后连接程序。如果着色器中没有定义属性的位置，则在绑定着色器之后、连接程序之前，将属性名称和位置进行绑定。
- 使用程序，将图形顶点数据放到相应的属性位置上，然后进行绘制。
定义图形顶点数据
浮点型数组，顶点的顺序按逆时针排列。
android 平台上，app 运行在 jvm 中，内存由 jvm 管理，而 opengles 运行在 native 环境，所以为了式 opengles 能够访问图形顶点数据，需要把顶点拷贝到 native 内存中。
另外，为了方便操作 native 中的顶点字节，将其映射到 FloatBuffer 中，然后就可以像使用数组一样使用了。
//顶点，按逆时针顺序排列
private static final float[] vertices = {
0.0f, 0.5f, 0.0f,
-0.5f, -0.5f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.0f};
public TriangleRender() {
//将顶点数据拷贝映射到 native 内存中，以便opengl能够访问
verticesBuffer = ByteBuffer
.allocateDirect(vertices.length * BYTES_PER_FLOAT)//直接分配 native 内存，不会被gc
.order(ByteOrder.nativeOrder())//和本地平台保持一致的字节序（大/小头）
.asFloatBuffer();//将底层字节映射到FloatBuffer实例，方便使用
verticesBuffer
.put(vertices)//将顶点拷贝到 native 内存中
.position(0);//每次 put position 都会 + 1，需要在绘制前重置为0
}
编写/编译着色器
着色器的源代码可以写到单独的文件中，也可以用字符串拼接（本文使用的方式，为了方便）
顶点着色器
- 第一行指定opengles版本，不指定默认为 opengles2.0
- 第二行声明一个输入变量 vPosition，表示顶点的坐标，4分量向量。
layout (location = 0)用来指定该 vPosition 的属性位置，后面需要使用该位置将顶点数据匹配到 vPosition 上。 - 后面几行定义了一个 main() 方法，是着色器的入口，方法中将 vPosition 值赋值给 gl_position 内建变量中，表示的是顶点的最终位置。
简单来说，该着色器的内容就是：使用 opengles3.0 版本，将图形顶点数据采用4分量向量的数据结构绑定到着色器的第 0 个属性上，属性的名字叫 vPosition，着色器执行时，将 vPosition 的值传给用来表示顶点最终位置的内建变量 gl_Position。
需要注意的是 layout (location = 0) 不是必须要写，如果不写的话，需要在后面着色器绑定到程序之后，程序连接之前使用 glBindAttribLocation 方法绑定。
//顶点着色器
private static final String vertextShaderSource =
"#version 300 es\n"
+ "layout (location = 0) in vec4 vPosition;\n"
+ "void main()\n"
+ "{\n"
+ " gl_Position = vPosition;\n"
+ "}\n";
片段着色器
- 第一行指定opengles版本，不指定默认为 opengles2.0
- 第二行指明浮点变量的精度
- 第三行声明一个输出变量 fragColor ，4分量向量
- 给输出变量赋值
//片段着色器
private static final String fragmentShaderSource =
"#version 300 es \n"
+ "precision mediump float; \n"
+ "out vec4 fragColor; \n"
+ "void main() \n"
+ "{ \n"
+ " fragColor = vec4 ( 1.0, 0.0, 0.0, 1.0 ); \n"
+ "} \n";
着色器内容编辑完之后，想要使用还要经过编译。
/**
* 加载着色器源，并编译
*
* @param type 顶点着色器（GL_VERTEX_SHADER）/片段着色器（GL_FRAGMENT_SHADER）
* @param shaderSource 着色器源(上面编辑的内容)
* @return 着色器
*/
private int loadShader(int type, String shaderSource) {
//创建着色器对象
int shader = GLES30.glCreateShader(type);
if (shader == 0) return 0;//创建失败
//加载着色器源
GLES30.glShaderSource(shader, shaderSource);
//编译着色器
GLES30.glCompileShader(shader);
//检查编译状态
int[] compiled = new int[1];
GLES30.glGetShaderiv(shader, GLES30.GL_COMPILE_STATUS, compiled, 0);
if (compiled[0] == 0) {
Log.e(TAG, GLES30.glGetShaderInfoLog(shader));
GLES30.glDeleteShader(shader);
return 0;//编译失败
}
return shader;
}
初始化程序
具体的流程下面代码很清楚，需要注意的就是如果着色器中没有指定属性的位置，则需要调用 glBindAttribLocation 进行指定。
@Override
public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
//获取顶点着色器
int vertextShader = loadShader(GLES30.GL_VERTEX_SHADER, vertextShaderSource);
//获取片段着色器
int fragmentShader =loadShader(GLES30.GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderSource);
//创建程序
int tmpProgram = GLES30.glCreateProgram();
if (tmpProgram == 0) return;//创建失败
//绑定着色器到程序
GLES30.glAttachShader(tmpProgram, vertextShader);
GLES30.glAttachShader(tmpProgram, fragmentShader);
//绑定属性位置 vPosition ：0 着色器中没有设定属性位置时使用
// GLES30.glBindAttribLocation(tmpProgram, 0, "vPosition");
//连接程序
GLES30.glLinkProgram(tmpProgram);
//检查连接状态
int[] linked = new int[1];
GLES30.glGetProgramiv(tmpProgram,GLES30.GL_LINK_STATUS, linked, 0);
if (linked[0] == 0){
Log.e(TAG, "tmpProgram linked error");
Log.e(TAG, GLES30.glGetProgramInfoLog(tmpProgram));
GLES30.glDeleteProgram(tmpProgram);
return;//连接失败
}
//保存程序，后面使用
program = tmpProgram;
//设置清除渲染时的颜色
GLES30.glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f);
}
使用程序绘制
@Override
public void onDrawFrame(GL10 gl) {
//擦除屏幕
GLES30.glClear(GLES30.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
//使用程序
GLES30.glUseProgram(program);
//获取 vPosition 属性的位置
int vposition = GLES30.glGetAttribLocation(program, "vPosition");
//加载顶点数据到 vPosition 属性位置
GLES30.glVertexAttribPointer(vposition,3,GLES30.GL_FLOAT,false,0,verticesBuffer);
GLES30.glEnableVertexAttribArray(vposition);
//绘制
GLES30.glDrawArrays(GLES30.GL_TRIANGLES,0,3);
}
总结
本文通过绘制一个三角形，梳理了 opengles 绘制图形的流程，着色器、程序的使用方法。
