Android开发OpenGL ES

简介

OpenGL ES（OpenGL for Embedded Systems）是一种专为嵌入式设备开发的图形API标准。它可以使应用程序生成高性能的3D图像，被广泛应用于移动设备、游戏机等场景。Android支持使用OpenGL ES进行3D图形渲染。

使用OpenGL ES进行3D图形渲染

步骤概览

使用OpenGL ES进行3D图形渲染的大致流程如下：

1. 创建OpenGL ES上下文
2. 编写顶点着色器和片段着色器
3. 加载纹理并创建顶点缓存和索引缓存
4. 渲染图形

创建OpenGL ES上下文

在Android中，我们可以使用GLSurfaceView创建OpenGL ES上下文。GLSurfaceView是一个提供OpenGL ES绘图功能的视图，我们可以将其添加到Activity或Fragment中。

以下是一个创建GLSurfaceView的示例代码：

public class MyGLSurfaceView extends GLSurfaceView {
    private final MyGLRenderer mRenderer;

    public MyGLSurfaceView(Context context){
        super(context);

        setEGLContextClientVersion(2);  // 设置OpenGL ES版本
        mRenderer = new MyGLRenderer();
        setRenderer(mRenderer);  // 设置渲染器
    }
}

编写顶点着色器和片段着色器

为了绘制3D图形，在OpenGL ES中我们需要编写顶点着色器和片段着色器。顶点着色器用于处理顶点坐标、纹理坐标等属性，片段着色器用于处理像素的颜色等属性。

例如，下面是一个顶点着色器代码示例：

uniform mat4 uMVPMatrix;
attribute vec4 vPosition;
attribute vec2 aTexCoord;
varying vec2 vTexCoord;

void main() {
    gl_Position = uMVPMatrix * vPosition;
    vTexCoord = aTexCoord;
}

加载纹理并创建顶点缓存和索引缓存

在OpenGL ES中，我们可以使用纹理对图形进行渲染。我们可以使用Android提供的BitmapFactory来加载图片，并将其作为纹理进行使用。

以下是一个加载纹理的示例代码：

public static int loadTexture(Context context, int resourceId) {
    final int[] textureHandle = new int[1];

    GLES20.glGenTextures(1, textureHandle,0);

    if (textureHandle[0] != 0) {
        final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
      
        options.inScaled = false;   // No pre-scaling
      
        final Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(context.getResources(), resourceId,options);

        GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, textureHandle[0]);

        GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GLES20.GL_NEAREST);
        GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GLES20.GL_NEAREST);

        GLUtils.texImage2D(GLES20.GL_TEXTURE_2D, 0, bitmap, 0);

        bitmap.recycle();
    }

    if(textureHandle[0] == 0) {
        throw new RuntimeException("Error loading texture.");
    }

    return textureHandle[0];
}

创建完纹理后，我们需要创建顶点缓存和索引缓存。顶点缓存和索引缓存用于存储图形的顶点数据和索引数据。

渲染图形

在数据准备好后，我们可以使用OpenGL ES进行渲染。我们可以在GLSurfaceView.Renderer接口的回调函数里实现渲染。

例如，下面是一个渲染器示例代码：

public class MyGLRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {
    // ...

    public void onSurfaceCreated(GL10 unused, EGLConfig config) {
        GLES20.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
        // ...
    }

    public void onDrawFrame(GL10 unused) {
        GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GLES20.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
        // 渲染图形，如通过glDrawArrays或glDrawElements进行渲染
    }

    public void onSurfaceChanged(GL10 unused, int width, int height) {
        GLES20.glViewport(0, 0, width, height);
        // ...
    }

    // ...
}

总结

通过本文介绍，我们了解到了如何使用OpenGL ES进行Android开发，以及大致的3D图形渲染流程。相信对于从事Android开发的程序员，本文会提供一些有益的参考。