Android OpenGL基本結(jié)構(gòu)

華飛鷹 2011-04-11

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android是用OpenGL來實現(xiàn)3d的。OpenGL的處理機制是把所有的數(shù)據(jù)都用代碼傳遞給opengl service，如果用戶（這里是應(yīng)用程序）想要畫什么東西，就用告訴opengl 什么東西是可用的，然后在開始畫。

這個例子一共分三步：
1."畫"一個3d的圖形（這里畫的是菱形），把它傳遞給opengl service 端，然后建立一個畫自己的方法。
2.創(chuàng)建這個圖形運行的環(huán)境。
3.把這個環(huán)境，加載到android 的界面上去。

下面是具體的實現(xiàn)方法：
首先需要建兩個array，第一array是用來告訴opengl這個圖形有哪些頂點：
畫一個三維的坐標軸，然后把你要畫的點都算出來，然后放在這個array里。

float l=1.5f;
float[] vertex={

0.0f,l,0.0f,

l,0.0f,0.0f,

0.0f,0.0f,l,

-l,0.0f,0.0f,

0.0f,0.0f,-l,

0.0f,-l,0.0f

};
第二個array是告訴opengl 你要怎樣組織這些點：
這里我要畫三角形，所以每三個點是一組。
byte[] edge=

{

0,1,2,

1,2,5,

0,2,3,

5,2,3,

0,3,4,

5,3,4,

0,4,1,

5,4,1

};

這里的數(shù)字，是第一個array的index。
下面你要建立兩個Buffer它們是用來存放這兩個array的。

ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(vertex.length*4);

bb.order(ByteOrder.nativeOrder());

fbv=bb.asFloatBuffer();

fbv.put(vertex);

fbv.position(0);

ffe=ByteBuffer.allocateDirect(edge.length);

ffe.put(edge);

ffe.position(0);
這樣一個三維的菱形就畫好了。

下面你要寫一個方法能讓它自己把自己畫出來！
public void draw(GL10 gl)

{

gl.glFrontFace(GL10.GL_CW);

gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, fbv);

gl.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLES, 24, GL10.GL_UNSIGNED_BYTE, ffe);

}
這幾句話費了我好大力氣去理解。
先說第一個glFrontFace，物體都有一個正面一個反面，這里告訴opengl顯示這個物體按順時針方向（CW=> clockwise）

gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, fbv);這個方法是把本程序所用的點都傳遞個opengl。opengl需要知道什么哪？首先是這個點是幾維的（opengl 支持2，3，4 維），這里是3所以是三維的，第二個參數(shù)告訴opengl，這個點是用什么樣類型的變量來儲存的，這里是float類型。第三個是步長（stride），這個我還沒弄明白，不過我看的例子都為0. 最后把你建立好的三維坐標點都傳給opengl

gl.glDrawElements。這個方法是告訴opengl如果要畫這個圖形，應(yīng)該怎么畫。第一個參數(shù)，告訴opengl 用畫三角形（這樣opengl就以三個點為一組），然后告訴opengl你要用到多少個點（注意這個點是在第二個array里的點數(shù)）。第三個是告訴opengl這些點（其實是三維坐標點的reference）的類型。這里是unsigned byte。最后把你排列點的array 放進去！

這樣一個三維的圖形就建立完成了！

第二個大的步驟是創(chuàng)建一個讓這個三維坐標運行的環(huán)境（Renderer）。
這是一個interface類
首先，在onDrawFrame里，我們告訴本程序這個三維圖形的行為：
在做任何事情之前，我們要清空所有以前內(nèi)存里的東西，這個內(nèi)存包括：Color 和Depth
gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
然后告訴opengl你要用那個MatrixMode 這個就比較難解釋了。
如果寫程序只要記住 GL_MODELVIEW 是管理圖形的縮放，移動，和轉(zhuǎn)動就行了.

gl.glTranslatef(0, 0, -3.0f);
這個方法告訴opengl把圖形沿z軸遷移3個unit。這三個值分別是x，y，z軸。
gl.glRotatef(angle,0, 1, 0);
這個方法告訴我們以y為軸。轉(zhuǎn)angle個度數(shù)。注意這里的1和0是告訴沿著那個軸轉(zhuǎn)，別的值應(yīng)該沒有意義。
gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
還記得上邊說的opengl分client side和service side嗎。這個是告訴opengl如果client side調(diào)用draw什么的時候，這個vertex array是可用的。opengl有很多這樣的可選項，所以需要告訴opengl，因為我們已經(jīng)設(shè)置了vertex array（我們的第一個array）,所以告訴opengl 它是可用的（如果不告訴，opengl會忽略）！

trian.draw(gl);
這個方法是把圖形畫出來。

angle++;
為了達到動態(tài)的效果，我們讓每一個frame 的angle，比上一個多一度。

當顯示空間大小發(fā)生變化的時候，我們應(yīng)該告訴opengl一下信息：

public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height)

{

// TODO Auto-generated method stub

gl.glViewport(0, 0, width, height);

gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);

gl.glLoadIdentity();

float ratio = (float)width/height;

gl.glFrustumf(-ratio, ratio, -1, 1, 1, 10);

}
首先是opengl可用的空間：
gl.glViewport(0, 0, width, height);
想象一下用這四個點畫出來的四邊形，就是opengl所能用的空間。

gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
這個matrix是如何把三維坐標轉(zhuǎn)換為二維坐標并把它放在顯示器上。
gl.glLoadIdentity
是告訴opengl初始化這個matrix。

gl.glFrustumf
要把三維的東西用二維顯示出來，需要知道幾個東西，第一是這個顯示平面有多大，你可以看多近和多遠。這里的頭四個參數(shù)，建立了一個四邊形，告訴opengl把圖形顯示在這個范圍了。后兩個參數(shù)告訴opengl這里顯示平面里可以顯示三維空間里最近和最遠的位置。

當這個三維圖形建立的是時候，我們可以告訴opengl一些基本參數(shù)。這里把能省略的都省略了（其實什么都沒有也可以運行?。?/span>
public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig arg1)

{

gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);

gl.glClearColor(0,0, 0, 0);

}

gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST); 告訴opengl要檢查depth，為什么哪。在三維空間里一個物體A在另一個物體B后面，那么這個A被B擋住里，所以你是看不見的。我們要告訴 opengl，我們不想看見被擋住的東西。這個GL_DEPTH_TEST 就是這個功能。
gl.glClearColor(0,0, 0, 0);
設(shè)置這個背景顏色為黑色，應(yīng)為我們沒有給我們的三維圖形設(shè)置顏色（為了簡單），它的初始化顏色是白色。

這樣這個環(huán)境就建立起來了！

下面該把它放進，android里了
public class Triangle extends Activity {
/** Called when the activity is first created. */

private GLSurfaceView my_view;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
      super.onCreate(savedInstanceState);
      setContentView(R.layout.main);
      my_view = new GLSurfaceView(this);
      my_view.setRenderer(new MySimpleRendered());
      this.setContentView(my_view);
}
public void onResume()
{

super.onResume();

my_view.onResume();
}
public void onPause()
{

super.onPause();

my_view.onPause();
}
}

這就是我的第一個3D例子。希望能給初學(xué)者一點點提示！

源代碼：
package Beta.ThreeD;

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.FloatBuffer;

import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;

public class TriangleShape
{

private final float l=1.5f;

private FloatBuffer fbv;

private ByteBuffer ffe;

public TriangleShape()

{

float[] vertex={

0.0f,l,0.0f,

l,0.0f,0.0f,

0.0f,0.0f,l,

-l,0.0f,0.0f,

0.0f,0.0f,-l,

0.0f,-l,0.0f

};

byte[] edge=

{

0,1,2,

1,2,5,

0,2,3,

5,2,3,

0,3,4,

5,3,4,

0,4,1,

5,4,1

};

ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(vertex.length*4);

bb.order(ByteOrder.nativeOrder());

fbv=bb.asFloatBuffer();

fbv.put(vertex);

fbv.position(0);

ffe=ByteBuffer.allocateDirect(edge.length);

ffe.put(edge);

ffe.position(0);

}

public void draw(GL10 gl)

{

gl.glFrontFace(GL10.GL_CW);

gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, fbv);

gl.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLES, 24, GL10.GL_UNSIGNED_BYTE, ffe);

}
}

package Beta.ThreeD;

import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;

import android.opengl.GLSurfaceView.Renderer;

public class MySimpleRendered implements Renderer
{

private int angle=50;

private TriangleShape trian;

public MySimpleRendered()

{

trian = new TriangleShape();

}

@Override

public void onDrawFrame(GL10 gl)

{

// TODO Auto-generated method stub

gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);

gl.glLoadIdentity();

gl.glTranslatef(0, 0, -3.0f);

gl.glRotatef(angle,0, 1, 0);

gl.glRotatef(angle, 1, 0, 0);

gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);

trian.draw(gl);

angle++;

}

@Override

public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height)

{

// TODO Auto-generated method stub

gl.glViewport(0, 0, width, height);

gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);

gl.glLoadIdentity();

float ratio = (float)width/height;

gl.glFrustumf(-ratio, ratio, -1, 1, 1, 10);

}

@Override

public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig arg1)

{

gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);

gl.glClearColor(0,0, 0, 0);

}

}
package Beta.ThreeD;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.opengl.GLSurfaceView;
public class Triangle extends Activity {
/** Called when the activity is first created. */

private GLSurfaceView my_view;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
      super.onCreate(savedInstanceState);
      setContentView(R.layout.main);
      my_view = new GLSurfaceView(this);
      my_view.setRenderer(new MySimpleRendered());
      this.setContentView(my_view);
}
public void onResume()
{

super.onResume();

my_view.onResume();
}
public void onPause()
{

super.onPause();

my_view.onPause();
}
}