學(xué)習(xí)五部曲,弄清楚5個(gè)W一個(gè)H(when(什么時(shí)候使用)、where(在哪個(gè)地方使用?)、who(對(duì)誰(shuí)使用)、what(是個(gè)什么東西)、why(為什么要這么用?).一個(gè)H即:how(到底該怎么用?)),基本的概念篇主要圍繞這幾個(gè)方面進(jìn)行分析
創(chuàng)新互聯(lián)公司堅(jiān)持“要么做到,要么別承諾”的工作理念,服務(wù)領(lǐng)域包括:成都網(wǎng)站設(shè)計(jì)、成都網(wǎng)站制作、企業(yè)官網(wǎng)、英文網(wǎng)站、手機(jī)端網(wǎng)站、網(wǎng)站推廣等服務(wù),滿足客戶于互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的石嘴山網(wǎng)站設(shè)計(jì)、移動(dòng)媒體設(shè)計(jì)的需求,幫助企業(yè)找到有效的互聯(lián)網(wǎng)解決方案。努力成為您成熟可靠的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)合作伙伴!
相信很多人從事開(kāi)發(fā)的都或多或少聽(tīng)到過(guò)有關(guān)OpenGl這個(gè)東西,但是平時(shí)用的少,只知道有這么個(gè)東西,而且學(xué)起來(lái)不簡(jiǎn)單,所以大多數(shù)人都不能講出個(gè)個(gè)所以然來(lái)。
官方對(duì)OpenGl的描述為:
OpenGL(Open Graphics Library開(kāi)發(fā)圖形接口)是一個(gè)跨平臺(tái)的圖形API,用于指定3D圖形處理硬件中的標(biāo)準(zhǔn)軟件接口。
OpenGl的前身是SGI公司為其圖形工作站開(kāi)發(fā)的IRIS GL,后來(lái)因?yàn)镮RIS GL的移植性不好,所以在其基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)出了OpenGl。OpenGl一般用于在圖形工作站,PC端使用,由于性能各方面原因,在移動(dòng)端使用OpenGl基本帶不動(dòng)。為此,Khronos公司就為OpenGl提供了一個(gè)子集,OpenGl ES(OpenGl for Embedded System)
什么是OpenGl ES呢?
OpenGl ES是免費(fèi)的跨平臺(tái)的功能完善的2D/3D圖形庫(kù)接口的API,是OpenGL的一個(gè)子集。
移動(dòng)端使用到的基本上都是OpenGl ES,當(dāng)然Android開(kāi)發(fā)下還專門為OpenGl提供了android.opengl包,并且提供了GlSurfaceView,GLU,GlUtils等工具類。
在了解OpenGl的使用之前,我們需要了解兩個(gè)基本類別的Android框架:GlSurfaceView和GlSurfaceView.Renderer
GlSurfaceView從名字就可以看出,它是一個(gè)SurfaceView,看源碼可知,GlSurfaceView繼承自SurfaceView。并增加了Renderer.它的作用就是專門為OpenGl顯示渲染使用的。
GLSurfaceView的使用方法:
可以通過(guò)創(chuàng)建的實(shí)例使用這個(gè)類,并增加你的Renderer.
@Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); GLSurfaceView glSurfaceView = new GLSurfaceView(this); glSurfaceView.setRenderer(new GLSurfaceView.Renderer() { @Override public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) { } @Override public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) { } @Override public void onDrawFrame(GL10 gl) { } }); setContentView(glSurfaceView); }
該接口定義了用于繪制在圖形所需的方法GLSurfaceView。你必須提供這個(gè)接口作為一個(gè)單獨(dú)的類的實(shí)現(xiàn),并將其連接到您的GLSurfaceView使用實(shí)例 GLSurfaceView.setRenderer()。如上面的代碼所示。作用就是提供各種渲染方法,OpenGl的渲染操作均在此接口中實(shí)習(xí)。下面說(shuō)下實(shí)現(xiàn)該接口的方法含義:
介紹完了GlSurfaceView和GlSurfaceView.renderer之后,接下來(lái)說(shuō)下如何使用GlSurfaceView;
1. 創(chuàng)建一個(gè)GlSurfaceView
2. 為這個(gè)GlSurfaceView設(shè)置渲染
3. 在GlSurfaceView.renderer中繪制處理顯示數(shù)據(jù)
在使用OpenGl之前,需要在AndroidManifest.xml中設(shè)置OpenGl的版本:這里我們使用的是OpenGl ES 2.0,所以需要添加如下說(shuō)明:
<uses-feature android:glEsVersion="0x00020000" android:required="true" />
使用GLSufaceView(上面有介紹)
創(chuàng)建一個(gè)GlSurfaceView,并為其設(shè)置渲染OneGlRenderer;
public class OneGlSurfaceView extends GLSurfaceView { private final OneGlRenderer mRenderer; public OneGlSurfaceView(Context context) { super(context); // Create an OpenGL ES 2.0 context setEGLContextClientVersion(2); mRenderer = new OneGlRenderer(); // Set the Renderer for drawing on the GLSurfaceView setRenderer(mRenderer); } }
實(shí)現(xiàn)渲染接口
public class OneGlRenderer implements GLSurfaceView.Renderer { public void onSurfaceCreated(GL10 unused, EGLConfig config) { // Set the background frame color GLES20.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f); } public void onDrawFrame(GL10 unused) { // Redraw background color GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT); } public void onSurfaceChanged(GL10 unused, int width, int height) { GLES20.glViewport(0, 0, width, height); } }
展示渲染后的GlSurfaceView
public class OneOpenGlActivity extends AppCompatActivity { @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); OneGlSurfaceView glSurfaceView = new OneGlSurfaceView(this); setContentView(glSurfaceView); } }
效果如下:就是簡(jiǎn)單給GlSurfaceView渲染一層黑色。
一:圖形創(chuàng)建
創(chuàng)建一個(gè)幾何圖形(這里主要列舉三角形和正方形),需要注意一點(diǎn),我們?cè)O(shè)置圖形的頂點(diǎn)坐標(biāo)后,需要將頂點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)為ByteBuffer,這樣OpenGl才能進(jìn)行圖形處理。
三角形圖形創(chuàng)建:
public class Triangle { private FloatBuffer vertexBuffer; // number of coordinates per vertex in this array static final int COORDS_PER_VERTEX = 3; static float triangleCoords[] = { // in counterclockwise order: 0.0f, 0.5f, 0.0f, // top -0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom left 0.5f, -0.5f, 0.0f // bottom right }; // Set color with red, green, blue and alpha (opacity) values float color[] = { 255, 0, 0, 1.0f }; public Triangle() { // 初始化ByteBuffer,長(zhǎng)度為arr數(shù)組的長(zhǎng)度*4,因?yàn)橐粋€(gè)float占4個(gè)字節(jié) ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(triangleCoords.length * 4); // 數(shù)組排列用nativeOrder bb.order(ByteOrder.nativeOrder()); // 從ByteBuffer創(chuàng)建一個(gè)浮點(diǎn)緩沖區(qū) vertexBuffer = bb.asFloatBuffer(); // 將坐標(biāo)添加到FloatBuffer vertexBuffer.put(triangleCoords); // 設(shè)置緩沖區(qū)來(lái)讀取第一個(gè)坐標(biāo) vertexBuffer.position(0); } }
正方型圖:
public class Square { private FloatBuffer vertexBuffer; private ShortBuffer drawListBuffer; // number of coordinates per vertex in this array static final int COORDS_PER_VERTEX = 3; static float squareCoords[] = { -0.5f, 0.5f, 0.0f, // top left -0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom left 0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom right 0.5f, 0.5f, 0.0f }; // top right private short drawOrder[] = { 0, 1, 2, 0, 2, 3 }; // order to draw vertices public Square() { // 初始化ByteBuffer,長(zhǎng)度為arr數(shù)組的長(zhǎng)度*4,因?yàn)橐粋€(gè)float占4個(gè)字節(jié) ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(squareCoords.length * 4); bb.order(ByteOrder.nativeOrder()); vertexBuffer = bb.asFloatBuffer(); vertexBuffer.put(squareCoords); vertexBuffer.position(0); // 初始化ByteBuffer,長(zhǎng)度為arr數(shù)組的長(zhǎng)度*2,因?yàn)橐粋€(gè)short占2個(gè)字節(jié) ByteBuffer dlb = ByteBuffer.allocateDirect(drawOrder.length * 2); dlb.order(ByteOrder.nativeOrder()); drawListBuffer = dlb.asShortBuffer(); drawListBuffer.put(drawOrder); drawListBuffer.position(0); } }
創(chuàng)建圖形基本沒(méi)什么技巧可言,按部就班就行了,為什么數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)換格式呢?主要是因?yàn)镴ava的緩沖區(qū)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為大端字節(jié)序(BigEdian),而OpenGl的數(shù)據(jù)為小端字節(jié)序(LittleEdian),因?yàn)閿?shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的差異,所以,在Android中使用OpenGl的時(shí)候必須要進(jìn)行下轉(zhuǎn)換。當(dāng)然,一般我們?cè)谑褂玫臅r(shí)候都會(huì)做個(gè)簡(jiǎn)單的工具類。這里提供幾個(gè)簡(jiǎn)單的封裝。(占幾個(gè)字節(jié)就初始化ByteBuffer長(zhǎng)度的時(shí)候*幾)
將int[]轉(zhuǎn)成IntBuffer
private IntBuffer intBufferUtil(int[] arr) { IntBuffer mBuffer; // 初始化ByteBuffer,長(zhǎng)度為arr數(shù)組的長(zhǎng)度*4,因?yàn)橐粋€(gè)int占4個(gè)字節(jié) ByteBuffer qbb = ByteBuffer.allocateDirect(arr.length * 4); // 數(shù)組排列用nativeOrder qbb.order(ByteOrder.nativeOrder()); mBuffer = qbb.asIntBuffer(); mBuffer.put(arr); mBuffer.position(0); return mBuffer; }
將float[]數(shù)組轉(zhuǎn)為OpenGl 所需要的FloatBuffer
private FloatBuffer floatBufferUtil(float[] arr) { FloatBuffer mBuffer; // 初始化ByteBuffer,長(zhǎng)度為arr數(shù)組的長(zhǎng)度*4,因?yàn)橐粋€(gè)int占4個(gè)字節(jié) ByteBuffer qbb = ByteBuffer.allocateDirect(arr.length * 4); // 數(shù)組排列用nativeOrder qbb.order(ByteOrder.nativeOrder()); mBuffer = qbb.asFloatBuffer(); mBuffer.put(arr); mBuffer.position(0); return mBuffer; }
當(dāng)然,依葫蘆畫(huà)瓢,如何將short[]轉(zhuǎn)ShortBuffer這個(gè)就照著寫(xiě)就ok了
private ShortBuffer shortBufferUtil(short[] arr){ ShortBuffer mBuffer; // 初始化ByteBuffer,長(zhǎng)度為arr數(shù)組的長(zhǎng)度*2,因?yàn)橐粋€(gè)short占2個(gè)字節(jié) ByteBuffer dlb = ByteBuffer.allocateDirect( // (# of coordinate values * 2 bytes per short) arr.length * 2); dlb.order(ByteOrder.nativeOrder()); mBuffer = dlb.asShortBuffer(); mBuffer.put(arr); mBuffer.position(0); return mBuffer; }
創(chuàng)建完形狀之后,我們就要進(jìn)行我們的第二步了,將這些形狀渲染到GlSurfaceView中去。主要可分為下面幾步:
1. 首先我們需要在GlSurfaceView.Renderer中初始化需要渲染的幾何圖形
private Triangle mTriangle; private Square mSquare; public void onSurfaceCreated(GL10 unused, EGLConfig config) { // 設(shè)置背景顏色 GLES20.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f); // 初始化triangle mTriangle = new Triangle(); // 初始化 square mSquare = new Square(); }
二.:繪制圖形,因?yàn)樾枰峁┖芏嗉?xì)節(jié)的圖形渲染管線,所以繪制圖形前至少需要一個(gè)頂點(diǎn)著色器來(lái)繪制形狀和一個(gè)片段著色器的顏色,形狀。這些著色器必須被編譯,然后加入到一個(gè)OpenGL ES程序,然后將其用于繪制形狀。簡(jiǎn)單介紹下這幾個(gè)概念:
- 頂點(diǎn)著色器(Vertex Shader)頂點(diǎn)著色器是GPU上運(yùn)行的小程序,由名字可以知道,通過(guò)它來(lái)處理頂點(diǎn),他用于渲染圖形頂點(diǎn)的OpenGL ES圖形代碼。頂點(diǎn)著色器可用來(lái)修改圖形的位置,顏色,紋理坐標(biāo),不過(guò)不能用來(lái)創(chuàng)建新的頂點(diǎn)坐標(biāo)。
- 片段著色器(Fragment Shader ) 用于呈現(xiàn)與顏色或紋理的形狀的面的OpenGL ES代碼。
- 項(xiàng)目(Program) -包含要用于繪制一個(gè)或多個(gè)形狀著色器的OpenGL ES的對(duì)象。
下面給Triangle類定義一個(gè)基本的著色器代碼:
public class Triangle { private final String vertexShaderCode = "attribute vec4 vPosition;" + "void main() {" + " gl_Position = vPosition;" + "}"; private final String fragmentShaderCode = "precision mediump float;" + "uniform vec4 vColor;" + "void main() {" + " gl_FragColor = vColor;" + "}"; ... }
當(dāng)然,上面我們創(chuàng)建了著色器的編譯代碼,代碼編寫(xiě)完成,需要寫(xiě)個(gè)方法來(lái)執(zhí)行這段代碼,這里我們?cè)阡秩酒髦袑?xiě)一個(gè)如下方法來(lái)執(zhí)行著色器代碼:
public static int loadShader(int type, String shaderCode){ // 創(chuàng)造頂點(diǎn)著色器類型(GLES20.GL_VERTEX_SHADER) // 或者是片段著色器類型 (GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER) int shader = GLES20.glCreateShader(type); // 添加上面編寫(xiě)的著色器代碼并編譯它 GLES20.glShaderSource(shader, shaderCode); GLES20.glCompileShader(shader); return shader; }
這里有一點(diǎn)需要注意,因?yàn)橹鞯拇a執(zhí)行是很昂貴滴,所以避免多次執(zhí)行,需要我們一般將執(zhí)行代碼的邏輯寫(xiě)帶圖形類的構(gòu)造方法中。比如上面的Triangle,我們就這么寫(xiě):
private final int mProgram; public Triangle() { ... ...//數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 int vertexShader = OneGlRenderer.loadShader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER, vertexShaderCode); int fragmentShader = OneGlRenderer.loadShader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderCode); // 創(chuàng)建空的OpenGL ES程序 mProgram = GLES20.glCreateProgram(); // 添加頂點(diǎn)著色器到程序中 GLES20.glAttachShader(mProgram, vertexShader); // 添加片段著色器到程序中 GLES20.glAttachShader(mProgram, fragmentShader); // 創(chuàng)建OpenGL ES程序可執(zhí)行文件 GLES20.glLinkProgram(mProgram); }
最后,所有繪制的所有基本配置都配置完成之后,我們來(lái)寫(xiě)繪制圖形的方法,我們?cè)趫D形類(Triangle)中創(chuàng)建一個(gè)繪制的方法onDraw(),可以在onDraw()方法中設(shè)置繪制邏輯。
private int mPositionHandle; private int mColorHandle; private final int vertexCount = triangleCoords.length / COORDS_PER_VERTEX; private final int vertexStride = COORDS_PER_VERTEX * 4; // 4 bytes per vertex public void draw() { // 將程序添加到OpenGL ES環(huán)境 GLES20.glUseProgram(mProgram); // 獲取頂點(diǎn)著色器的位置的句柄 mPositionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "vPosition"); // 啟用三角形頂點(diǎn)位置的句柄 GLES20.glEnableVertexAttribArray(mPositionHandle); //準(zhǔn)備三角形坐標(biāo)數(shù)據(jù) GLES20.glVertexAttribPointer(mPositionHandle, COORDS_PER_VERTEX, GLES20.GL_FLOAT, false, vertexStride, vertexBuffer); // 獲取片段著色器的顏色的句柄 mColorHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "vColor"); // 設(shè)置繪制三角形的顏色 GLES20.glUniform4fv(mColorHandle, 1, color, 0); // 繪制三角形 GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vertexCount); // 禁用頂點(diǎn)數(shù)組 GLES20.glDisableVertexAttribArray(mPositionHandle); }
完成上面所有步驟,只需要在GlSurfaceView.Renderer的onDrawFrame()方法中調(diào)用圖形類的繪制方法即可(上面的onDraw()):
public void onDrawFrame(GL10 unused) { mTriangle.draw(); }
最后的呈現(xiàn)效果如下圖所示:
通常情況下,OpenGl中展示的視圖和在Android上顯示的圖形會(huì)有偏差。借用官方圖片:
當(dāng)然我們可以通過(guò)矩陣轉(zhuǎn)換來(lái)解決這種問(wèn)題,讓OpenGl上的視圖在任何android設(shè)備上顯示的比例都是一樣的,這里說(shuō)下什么是投影和相機(jī)視圖:
投影的定義
使用OpenGl繪制的3D圖形,需要展示在移動(dòng)端2D設(shè)備上,這就是投影。Android OpenGl ES中有兩種投影方式:一種是正交投影,一種是透視投影:
正交投影投影物體的帶下不會(huì)隨觀察點(diǎn)的遠(yuǎn)近而發(fā)生變化,我們可以使用下面方法來(lái)執(zhí)行正交投影:
Matrix.orthoM (float[] m, //接收正交投影的變換矩陣 int mOffset, //變換矩陣的起始位置(偏移量) float left, //相對(duì)觀察點(diǎn)近面的左邊距 float right, //相對(duì)觀察點(diǎn)近面的右邊距 float bottom, //相對(duì)觀察點(diǎn)近面的下邊距 float top, //相對(duì)觀察點(diǎn)近面的上邊距 float near, //相對(duì)觀察點(diǎn)近面距離 float far) //相對(duì)觀察點(diǎn)遠(yuǎn)面距離
透視投影:隨觀察點(diǎn)的距離變化而變化,觀察點(diǎn)越遠(yuǎn),視圖越小,反之越大,我們可以通過(guò)如下方法來(lái)設(shè)置透視投影:
Matrix.frustumM (float[] m, //接收透視投影的變換矩陣 int mOffset, //變換矩陣的起始位置(偏移量) float left, //相對(duì)觀察點(diǎn)近面的左邊距 float right, //相對(duì)觀察點(diǎn)近面的右邊距 float bottom, //相對(duì)觀察點(diǎn)近面的下邊距 float top, //相對(duì)觀察點(diǎn)近面的上邊距 float near, //相對(duì)觀察點(diǎn)近面距離 float far) //相對(duì)觀察點(diǎn)遠(yuǎn)面距離
相機(jī)視圖
什么是相機(jī)視圖?簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)生活中我們拍照,你站的高度,拿相機(jī)的位置,姿勢(shì)不同,拍出來(lái)的照片也就不一樣,相機(jī)視圖就是來(lái)修改相機(jī)位置,觀察方式以及相機(jī)的傾斜角度等屬性。我們可以通過(guò)下面方法來(lái)修改相機(jī)視圖屬性:
Matrix.setLookAtM (float[] rm, //接收相機(jī)變換矩陣 int rmOffset, //變換矩陣的起始位置(偏移量) float eyeX,float eyeY, float eyeZ, //相機(jī)位置 float centerX,float centerY,float centerZ, //觀察點(diǎn)位置 float upX,float upY,float upZ) //up向量在xyz上的分量
轉(zhuǎn)換矩陣(變換矩陣)
轉(zhuǎn)換矩陣用來(lái)做什么的呢?是否記得上面我們繪制的圖形坐標(biāo)需要轉(zhuǎn)換為OpenGl中能處理的小端字節(jié)序(LittleEdian),沒(méi)錯(cuò),轉(zhuǎn)換矩陣就是用來(lái)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為OpenGl ES可用的數(shù)據(jù)字節(jié),我們將相機(jī)視圖和投影設(shè)置的數(shù)據(jù)相乘,便得到一個(gè)轉(zhuǎn)換矩陣,然后我們?cè)僦v此矩陣傳給頂點(diǎn)著色器,具體使用方法及參數(shù)說(shuō)明如下:
Matrix.multiplyMM (float[] result, //接收相乘結(jié)果 int resultOffset, //接收矩陣的起始位置(偏移量) float[] lhs, //左矩陣 int lhsOffset, //左矩陣的起始位置(偏移量) float[] rhs, //右矩陣 int rhsOffset) //右矩陣的起始位置(偏移量)
下面簡(jiǎn)單講解下如何使用投影和相機(jī)視圖來(lái)實(shí)現(xiàn)矩陣變換并傳遞給頂點(diǎn)著色器;
定義一個(gè)投影:
// mMVPMatrix is an abbreviation for "Model View Projection Matrix" private final float[] mMVPMatrix = new float[16]; private final float[] mProjectionMatrix = new float[16]; private final float[] mViewMatrix = new float[16]; public void onSurfaceChanged(GL10 unused, int width, int height) { GLES20.glViewport(0, 0, width, height); float ratio = (float) width / height; // 這個(gè)投影矩陣被應(yīng)用于對(duì)象坐標(biāo)在onDrawFrame()方法中 Matrix.frustumM(mProjectionMatrix, 0, -ratio, ratio, -1, 1, 3, 7); }
定義一個(gè)相機(jī)視圖
@Override public void onDrawFrame(GL10 unused) { ... // Set the camera position (View matrix) Matrix.setLookAtM(mViewMatrix, 0, 0, 0, -3, 0f, 0f, 0f, 0f, 1.0f, 0.0f); // Calculate the projection and view transformation Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix, 0, mProjectionMatrix, 0, mViewMatrix, 0); // Draw shape mTriangle.draw(mMVPMatrix); }
修改圖形類執(zhí)行代碼
public class Triangle { private final String vertexShaderCode = // This matrix member variable provides a hook to manipulate // the coordinates of the objects that use this vertex shader "uniform mat4 uMVPMatrix;" + "attribute vec4 vPosition;" + "void main() {" + // the matrix must be included as a modifier of gl_Position // Note that the uMVPMatrix factor *must be first* in order // for the matrix multiplication product to be correct. " gl_Position = uMVPMatrix * vPosition;" + "}"; // Use to access and set the view transformation private int mMVPMatrixHandle; ... }
投影和相機(jī)視圖代碼到圖形類的繪制方法中去onDraw()
public void draw(float[] mvpMatrix){ ... ... // 得到形狀的變換矩陣的句柄 mMVPMatrixHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uMVPMatrix"); // 將投影和視圖轉(zhuǎn)換傳遞給著色器 GLES20.glUniformMatrix4fv(mMVPMatrixHandle, 1, false, mvpMatrix, 0); // 畫(huà)三角形 GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vertexCount); // 禁用頂點(diǎn)數(shù)組 GLES20.glDisableVertexAttribArray(mPositionHandle); }
做完這些,我們就能得到如下圖:
沒(méi)錯(cuò),這才沒(méi)有變形的視圖。到這里,基本的通過(guò)OpenGl繪制簡(jiǎn)單圖形就over了,下面我們講解下如何添加一些交互動(dòng)作。
添加動(dòng)作
前面都是簡(jiǎn)單的動(dòng)作介紹,使用OpenGl在屏幕上繪制對(duì)象是使用openGl的基本功。下面我來(lái)說(shuō)下如何添加旋轉(zhuǎn)形狀。使用OpenGl的描繪對(duì)象是相對(duì)簡(jiǎn)單的,首先需要在渲染器中創(chuàng)建一組旋轉(zhuǎn)矩陣,然后使用之前提到過(guò)的投影和相機(jī)視圖變換矩陣結(jié)合起來(lái)使用:
private float[] mRotationMatrix = new float[16]; public void onDrawFrame(GL10 gl) { float[] scratch = new float[16]; ... // 創(chuàng)建一個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣 long time = SystemClock.uptimeMillis() % 4000L; float angle = 0.090f * ((int) time); Matrix.setRotateM(mRotationMatrix, 0, angle, 0, 0, -1.0f); // 將旋轉(zhuǎn)矩陣與投影和相機(jī)視圖組合在一起 // Note that the mMVPMatrix factor *must be first* in order // for the matrix multiplication product to be correct. Matrix.multiplyMM(scratch, 0, mMVPMatrix, 0, mRotationMatrix, 0); // Draw triangle mTriangle.draw(scratch); }
運(yùn)行效果圖如下:
修改頂點(diǎn)顏色
一個(gè)顏色是不是太單調(diào)了?如何讓做成多彩的呢?接下來(lái)我們來(lái)做一個(gè)多彩三角形,如何來(lái)做一個(gè)多彩三角形?我們通過(guò)頂點(diǎn)著色器來(lái)做?;谏厦娴拇a,我們只需要做一點(diǎn)點(diǎn)改動(dòng),下面是基本步驟:
1. 修改著色器代碼
2. 將顏色值修改為float數(shù)組并轉(zhuǎn)為floatBuffer
3. 將獲取的floatBuffer傳遞給頂點(diǎn)著色器。
修改著色器代碼:
private final String vertexShaderCode = "attribute vec4 vPosition;" + "uniform mat4 uMVPMatrix;"+ "varying vec4 vColor;"+ "attribute vec4 aColor;"+ "void main() {" + " gl_Position = uMVPMatrix*vPosition;" + " vColor=aColor;"+ "}"; private final String fragmentShaderCode = "precision mediump float;" + "varying vec4 vColor;" + "void main() {" + " gl_FragColor = vColor;" + "}";
shader的變量類型(uniform,attribute和varying)的區(qū)別
關(guān)于shader的變量類型(uniform,attribute和varying)的區(qū)別及使用,下面做下說(shuō)明:
1. uniform:uniform變量在vertex和fragment兩者之間聲明方式完全一樣,則它可以在vertex和fragment共享使用。(相當(dāng)于一個(gè)被vertex和fragment shader共享的全局變量)uniform變量一般用來(lái)表示:變換矩陣,材質(zhì),光照參數(shù)和顏色等信息。在代碼中通過(guò)GLES20.glGetUniformLocation(int program, String name)來(lái)獲取屬性值。并通過(guò) GLES20.glUniformMatrix4fv(int location, int count, boolean transpose, float[] value, int offset);方法將數(shù)據(jù)傳遞給著色器。
2. attribute:這個(gè)變量只能在頂點(diǎn)著色器中使用(vertex Shader),用來(lái)表示頂點(diǎn)的數(shù)據(jù),比如頂點(diǎn)坐標(biāo),頂點(diǎn)顏色,法線,紋理坐標(biāo)等。在繪制的時(shí)候通過(guò)GLES20.glGetAttribLocation(int program, String name)來(lái)獲取變量值,通過(guò) GLES20.glEnableVertexAttribArray(int index)來(lái)啟動(dòng)句柄,最后通過(guò) GLES20.glVertexAttribPointer(int indx,int size,int type,boolean normalized,int stride,java.nio.Buffer ptr)來(lái)設(shè)置圖形數(shù)據(jù)。
3. varying變量:這個(gè)變量只能用來(lái)在vertex和fragment shader之間傳遞數(shù)據(jù)時(shí)使用,不可以通過(guò)代碼獲取其變量值。
接來(lái)下我們進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換:
float color[] = { 1.0f, 0f, 0f, 1.0f , 0f, 1.0f, 0f, 1.0f , 0f, 0f, 1.0f, 1.0f }; public Triangle() { ... ... ByteBuffer dd = ByteBuffer.allocateDirect( color.length * 4); dd.order(ByteOrder.nativeOrder()); colorBuffer = dd.asFloatBuffer(); colorBuffer.put(color); colorBuffer.position(0); }
最后我們需要獲取著色器的句柄并設(shè)置著色器的顏色:
public void draw(float[] mvpMatrix){ ... ... /* // 獲取片段著色器的vColor成員的句柄 mColorHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "vColor"); // 設(shè)置繪制三角形的顏色 GLES20.glUniform4fv(mColorHandle, 1, colorBuffer, 0);*/ //獲取片元著色器的vColor成員的句柄 mColorHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "aColor"); //設(shè)置繪制三角形的顏色 GLES20.glEnableVertexAttribArray(mColorHandle); GLES20.glVertexAttribPointer(mColorHandle,4, GLES20.GL_FLOAT,false, 0,colorBuffer); ... ... }
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