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紋理,在OpenGL中,可以理解為加載到顯卡顯存中的圖片。

Android設(shè)備在 2.2開(kāi)始支持OpenGL ES2.0,從前都是ES1.0 和 ES1.1的版本。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),OpenGL ES是為了嵌入設(shè)備進(jìn)行功能剪裁后的OpenGL版本。ES2.0是和1.x版本不兼容的,區(qū)別和兼容性參見(jiàn)android官方文檔。
首先,android使用openGL提供了特殊的view作為基礎(chǔ)叫做GLSurfaceView。我們的view需要繼承GLSurfaceView。
java代碼
- public class MyGLSurfaceView extends GLSurfaceView {
- public MyGLSurfaceView(Context context) {
- super(context);
- setFocusableInTouchMode(true);
- // Tell the surface view we want to create an OpenGL ES 2.0-compatible
- // context, and set an OpenGL ES 2.0-compatible renderer.
- this.setEGLContextClientVersion(2);
- this.setRenderer(new MyRenderer());
- }
- }
并沒(méi)有什么特別之處,android view的渲染操作需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)render接口,GLSurfaceView的渲染接口為android.opengl.GLSurfaceView.Renderer。我們需要實(shí)現(xiàn)接口的方法。
java代碼
- public class MyRenderer implements Renderer {
- public void onDrawFrame(GL10 gl) {}
- public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {}
- public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {}
- }
接口實(shí)現(xiàn)3個(gè)方法,對(duì)應(yīng)繪制,繪制區(qū)域變化,區(qū)域創(chuàng)建。需要說(shuō)明的是參數(shù)GL10 gl是OpenGL ES1.x版本的對(duì)象。這里我們不會(huì)使用到。還有一點(diǎn)就是,onDrawFrame方法的調(diào)用是有系統(tǒng)調(diào)用的,不需要手動(dòng)調(diào)用。系統(tǒng)會(huì)以一定的頻率不斷的回調(diào)。
接下來(lái)我們進(jìn)入ES2.0的使用,上代碼先:
java代碼
- public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
- GLES20.glEnable(GLES20.GL_TEXTURE_2D);
- // Active the texture unit 0
- GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE0);
- loadVertex();
- initShader();
- loadTexture();
- }
1、啟用2D紋理
繪制區(qū)域創(chuàng)建的時(shí)候,我們?cè)O(shè)置了啟用2D的紋理,并且激活了紋理單元unit0。什么意思呢,說(shuō)起來(lái)話長(zhǎng),以后慢慢說(shuō)。簡(jiǎn)單說(shuō)一下,記住OpenGL 是基于狀態(tài)的,就是很多狀態(tài)的設(shè)置和切換,這里啟用GL_TEXTURE_2D就是一個(gè)狀態(tài)的開(kāi)啟,表明OpenGL可以使用2D紋理。
什么是激活紋理單元?這個(gè)和硬件有點(diǎn)關(guān)系,OpenGL要顯卡會(huì)劃分存儲(chǔ)紋理的存儲(chǔ)區(qū)域不止一個(gè)區(qū)域。這里是使用區(qū)域 unit 0,多重紋理繪制可以開(kāi)啟多個(gè),這個(gè)以后說(shuō)。接下來(lái),調(diào)用了三個(gè)函數(shù),載入頂點(diǎn),初始化著色器,載入紋理。
2、加載頂點(diǎn)
OpenGL繪制圖形是根據(jù)頂點(diǎn)以后鏈接起來(lái)的。為什么要這樣,其實(shí)這樣很強(qiáng)大是一種設(shè)計(jì)吧。頂點(diǎn)可以暫時(shí)簡(jiǎn)單理解為含有位置信息的坐標(biāo)點(diǎn)。
java代碼
- private void loadVertex() {
- // float size = 4
- this.vertex = ByteBuffer.allocateDirect(quadVertex.length * 4)
- .order(ByteOrder.nativeOrder())
- .asFloatBuffer();
- this.vertex.put(quadVertex).position(0);
- // short size = 2
- this.index = ByteBuffer.allocateDirect(quadIndex.length * 2)
- .order(ByteOrder.nativeOrder())
- .asShortBuffer();
- this.index.put(quadIndex).position(0);
- }
- private FloatBuffer vertex;
- private ShortBuffer index;
- private float[] quadVertex = new float[] {
- -0.5f, 0.5f, 0.0f, // Position 0
- 0, 1.0f, // TexCoord 0
- -0.5f, -0.5f, 0.0f, // Position 1
- 0, 0, // TexCoord 1
- 0.5f , -0.5f, 0.0f, // Position 2
- 1.0f, 0, // TexCoord 2
- 0.5f, 0.5f, 0.0f, // Position 3
- 1.0f, 1.0f, // TexCoord 3
- };
- private short[] quadIndex = new short[] {
- (short)(0), // Position 0
- (short)(1), // Position 1
- (short)(2), // Position 2
- (short)(2), // Position 2
- (short)(3), // Position 3
- (short)(0), // Position 0
- };
FloatBuffer,ShortBuffer是封裝了本地?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的封裝對(duì)象。是 的,這個(gè)2個(gè)對(duì)象里面的數(shù)據(jù)不被java虛擬機(jī)管理,相當(dāng)于C語(yǔ)言的存儲(chǔ)方式。quadVertex的數(shù)據(jù)就是一個(gè)矩形的坐標(biāo),和紋理坐標(biāo)。一兩句話很難 解釋清楚,這里涉及到openGL的幾個(gè)經(jīng)典的坐標(biāo)系,下次說(shuō)。概括的說(shuō),openGL的坐標(biāo)是單位化的,都是0.0-1.0的浮點(diǎn)型,屏幕的中心點(diǎn)是 (0,0)。而紋理的坐標(biāo)左下角是(0,0)。 這里的quadVertex是在屏幕中大概花了一個(gè)矩形貼了一個(gè)圖片, position0 是左上點(diǎn),以后左下,右下,右上的順序,紋理坐標(biāo)同理。
quadIndx是這剛才的這些頂點(diǎn)索引排列。這里一個(gè)矩形也就4個(gè)頂點(diǎn),每個(gè)頂點(diǎn)3個(gè)位置坐標(biāo),2個(gè)紋理坐標(biāo)。也就是說(shuō)一個(gè)頂點(diǎn)有5個(gè)float數(shù)據(jù)。至于為什么頂點(diǎn)為什么這么排列下次說(shuō),是2個(gè)三角形合成了一個(gè)矩形,幾句話很難解釋清楚。
所以說(shuō),這段代碼就是把矩形的位置和紋理坐標(biāo),存儲(chǔ)到本地?cái)?shù)據(jù),準(zhǔn)備后面使用而已。
3、初始化著色器
這個(gè)著色器就是ES2.0的特色,又叫可編程著色器,也是區(qū)別于ES1.x的本質(zhì)。這里只做簡(jiǎn)單的介紹??删幊讨魇且环N腳本,語(yǔ)法類似C語(yǔ)言,腳本分為頂點(diǎn)著色器和片段著色器,分別對(duì)應(yīng)了openGL不同的渲染流程。
頂點(diǎn)著色器:
java代碼
- uniform mat4 u_MVPMatrix;
- attribute vec4 a_position;
- attribute vec2 a_texCoord;
- varying vec2 v_texCoord;
- void main()
- {
- gl_Position = a_position;
- v_texCoord = a_texCoord;
- }
片段著色器:
java代碼
- precision lowp float;
- varying vec2 v_texCoord;
- uniform sampler2D u_samplerTexture;
- void main()
- {
- gl_FragColor = texture2D(u_samplerTexture, v_texCoord);
- }
這里記住一句話,頂點(diǎn)著色器,會(huì)在頂點(diǎn)上執(zhí)行;片段著色器會(huì)在像素點(diǎn)上執(zhí)行。剛才的矩形就有4個(gè)頂點(diǎn),每個(gè)頂點(diǎn)都會(huì)應(yīng)用這個(gè)腳本。也就是說(shuō),頂點(diǎn)是位置相關(guān)信息,片段是色彩紋理相關(guān)信息。
這個(gè)2段腳本都是文本,需要編譯,鏈接,等等一些操作才能被ES2.0所使用。過(guò)程就像C語(yǔ)言的編譯運(yùn)行過(guò)程。openGL 提供了相關(guān)函數(shù)去做這些事情。
java代碼
- private void initShader() {
- String vertexSource = Tools.readFromAssets("VertexShader.glsl");
- String fragmentSource = Tools.readFromAssets("FragmentShader.glsl");
- // Load the shaders and get a linked program
- program = GLHelper.loadProgram(vertexSource, fragmentSource);
- // Get the attribute locations
- attribPosition = GLES20.glGetAttribLocation(program, "a_position");
- attribTexCoord = GLES20.glGetAttribLocation(program, "a_texCoord");
- uniformTexture = GLES20.glGetUniformLocation(program,
- "u_samplerTexture");
- GLES20.glUseProgram(program);
- GLES20.glEnableVertexAttribArray(attribPosition);
- GLES20.glEnableVertexAttribArray(attribTexCoord);
- // Set the sampler to texture unit 0
- GLES20.glUniform1i(uniformTexture, 0);
- }
可以看到,頂點(diǎn)和片段一起構(gòu)成一個(gè)program,它可以被openGL所使用,是一個(gè) 編譯好的腳本程序,存儲(chǔ)在顯存。 GLES20.glGetAttribLocation 和 GLES20.glGetUniformLocation 這句話是神馬作用呢。簡(jiǎn)單說(shuō)就是,java程序和著色器腳本數(shù)據(jù)通信的。把就像參數(shù)的傳遞一樣,這樣腳本就能根據(jù)外界的參數(shù)變化,實(shí)時(shí)的改變openGL 流水線渲染的處理流程。
封裝的加載著色器的輔助方法:
java代碼
- public static int loadProgram(String vertexSource, String
- fragmentSource) {
- // Load the vertex shaders
- int vertexShader = GLHelper.loadShader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER,
- vertexSource);
- // Load the fragment shaders
- int fragmentShader = GLHelper.loadShader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER,
- fragmentSource);
- // Create the program object
- int program = GLES20.glCreateProgram();
- if (program == 0) {
- throw new RuntimeException("Error create program.");
- }
- GLES20.glAttachShader(program, vertexShader);
- GLES20.glAttachShader(program, fragmentShader);
- // Link the program
- GLES20.glLinkProgram(program);
- int[] linked = new int[1];
- // Check the link status
- GLES20.glGetProgramiv(program, GLES20.GL_LINK_STATUS, linked, 0);
- if (linked[0] == 0) {
- GLES20.glDeleteProgram(program);
- throw new RuntimeException("Error linking program: " +
- GLES20.glGetProgramInfoLog(program));
- }
- // Free up no longer needed shader resources
- GLES20.glDeleteShader(vertexShader);
- GLES20.glDeleteShader(fragmentShader);
- return program;
- }
java代碼
- public static int loadShader(int shaderType, String source) {
- // Create the shader object
- int shader = GLES20.glCreateShader(shaderType);
- if (shader == 0) {
- throw new RuntimeException("Error create shader.");
- }
- int[] compiled = new int[1];
- // Load the shader source
- GLES20.glShaderSource(shader, source);
- // Compile the shader
- GLES20.glCompileShader(shader);
- // Check the compile status
- GLES20.glGetShaderiv(shader, GLES20.GL_COMPILE_STATUS, compiled, 0);
- if (compiled[0] == 0) {
- GLES20.glDeleteShader(shader);
- throw new RuntimeException("Error compile shader: " +
- GLES20.glGetShaderInfoLog(shader));
- }
- return shader;
- }
為什么openGL的很多操作目標(biāo)都是int類型的?因?yàn)閛penGL只會(huì)在顯存生成或綁定地址,返回id,以后用id相當(dāng)于句柄去改變它的內(nèi)部狀態(tài)。
4、加載紋理
就是把圖片的數(shù)據(jù)上傳到顯存,以后再使用它。請(qǐng)注意紋理圖片的長(zhǎng)和寬***是2的N次方,不然不一定能繪制出來(lái)。
java代碼
- static int[] loadTexture(String path) {
- int[] textureId = new int[1];
- // Generate a texture object
- GLES20.glGenTextures(1, textureId, 0);
- int[] result = null;
- if (textureId[0] != 0) {
- InputStream is = Tools.readFromAsserts(path);
- Bitmap bitmap;
- try {
- bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is);
- } finally {
- try {
- is.close();
- } catch (IOException e) {
- throw new RuntimeException("Error loading Bitmap.");
- }
- }
- result = new int[3];
- result[TEXTURE_ID] = textureId[0]; // TEXTURE_ID
- result[TEXTURE_WIDTH] = bitmap.getWidth(); // TEXTURE_WIDTH
- result[TEXTURE_HEIGHT] = bitmap.getHeight(); // TEXTURE_HEIGHT
- // Bind to the texture in OpenGL
- GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, textureId[0]);
- // Set filtering
- GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_MIN_FILTER,
- GLES20.GL_LINEAR);
- GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_MAG_FILTER,
- GLES20.GL_NEAREST);
- GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_WRAP_S,
- GLES20.GL_CLAMP_TO_EDGE);
- GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_WRAP_T,
- GLES20.GL_CLAMP_TO_EDGE);
- // Load the bitmap into the bound texture.
- GLUtils.texImage2D(GLES20.GL_TEXTURE_2D, 0, bitmap, 0);
- // Recycle the bitmap, since its data has been loaded into OpenGL.
- bitmap.recycle();
- } else {
- throw new RuntimeException("Error loading texture.");
- }
- return result;
- }
這里使用了android的工具類吧bitmap直接轉(zhuǎn)換成openGL紋理需要的格式了。過(guò)程是,先生成一個(gè)紋理的id在顯卡上的,以后根據(jù)id上傳紋理數(shù)據(jù),以后保存這個(gè)id就
可以操作這個(gè)紋理了。至于紋理的一些過(guò)濾特性設(shè)置,將來(lái)再說(shuō)。
現(xiàn)在貌似就剩下繪制了,準(zhǔn)備好了頂點(diǎn)信息,頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的紋理坐標(biāo)。初始化了著色器,上傳了紋理圖片。接下來(lái)就已把他們合起來(lái)繪制了。
java代碼
- public void onDrawFrame(GL10 gl) {
- // clear screen to black
- GLES20.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
- GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
- GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, textureId);
- vertex.position(0);
- // load the position
- // 3(x , y , z)
- // (2 + 3 )* 4 (float size) = 20
- GLES20.glVertexAttribPointer(attribPosition,
- 3, GLES20.GL_FLOAT,
- false, 20, vertex);
- vertex.position(3);
- // load the texture coordinate
- GLES20.glVertexAttribPointer(attribTexCoord,
- 2, GLES20.GL_FLOAT,
- false, 20, vertex);
- GLES20.glDrawElements(GLES20.GL_TRIANGLES, 6, GLES20.GL_UNSIGNED_SHORT,
- index);
- }
為了保持了代碼的簡(jiǎn)單,OpenGL的基于狀態(tài)體現(xiàn),bind這個(gè)函數(shù)無(wú)處不在,這里 bindTexture就是通知openGL使用那個(gè)id的紋理圖片。接下來(lái)的操作就是針對(duì)bind的圖片的。繪制就需要讓openGL知道繪制神馬。所 以這里需要用到vertex這個(gè)本地?cái)?shù)據(jù)容器,里面裝在的是頂點(diǎn)和紋理坐標(biāo)信息。GLES20.glVertexAttribPointer就是把頂點(diǎn)數(shù)據(jù),按照openGL喜歡的格式上傳到顯卡存儲(chǔ)。draw方法的調(diào)用,是在前面應(yīng) 用了紋理id的情況下,所以繪制紋理坐標(biāo)的時(shí)候,會(huì)使用上傳的紋理圖片。
每次都需要把數(shù)據(jù)上傳到OpenGL,畢竟顯存和內(nèi)存不是同一個(gè)地方,OpenGL采用了CS模式。當(dāng)然使用VBO等技術(shù)可以把數(shù)據(jù)緩存在顯存,以提高運(yùn)行性能。
新聞標(biāo)題:AndroidOpenGLES2.0繪圖:繪制紋理
URL分享:http://m.5511xx.com/article/cdjiipc.html


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