OpenGL ES学习系列文章：
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EGL介绍和使用

一、EGL简介
二、EGL的功能
三、EGL使用

一、EGL简介

与OpenGl ES一样，EGL同样是由Khronos Group所提供的一个与平台无关的API。

OpenGL作为一个图形化API,允许我们操作GPU以绘制图形，但是当涉及到本地的窗口时，就需要一个与平台无关的API来与之进行交互，EGL应运而生，承担起OpenGl和原生窗口系统之间桥梁的作用。

二、EGL的功能

EGL API作为一套与OpenGL ES各个版本相互独立的API，其作用主要是管理绘图表面。EGL提供以下机制：

与设备的原生窗口系统通信
查询绘图表面的可用类型和配置
创建绘图表面
在OpenGL ES3.0或其他渲染API之间同步渲染
管理纹理贴图等渲染资源

三、EGL使用

1、创建OpenGL ES与原生窗口系统的连接

EGLDisplay eglGetDisplay(EGLNativeDisplayType displayId);

eglGetDisplay为原生窗口系统displayId获取一个EGL display连接，
在OpenGL ES与本地窗口系统之间架起了一座沟通的桥梁

2、初始化EGL连接

与窗口系统的连接建立以后，随后要进行EGL的初始化

EGLBoolean eglInitialize(EGLDisplay display,   // 要进行初始化的EGL连接，即上一部中的返回值
    					 EGLint *majorVersion, // 主版本号
    					 EGLint *minorVersion) // 次版本号

display默认为EGL_DEFAULT_DISPLAY，即返回与默认原生窗口的连接
majorVersion 和minorVersion 会在调用后返回版本号，例如EGL1.0， majorVersion返回1, minorVersion返回0

注：eglInitialize会初始化EGL内部数据，比如分配显存等；如果初始化失败，可以用eglGetError()
函数获取具体的错误类型，其他EGL相关的函数，也都可以使用eglGetError()来获取错误的类型。

EGL中大部分函数执行成功时返回EGL_TRUE，失败时返回EGL_FALSE。eglGetError()函数可以指示故障原因

常见错误返回值（使用eglGetError获取）：

EGL_BAD_DISPLAY ：表示参数display不是一个EGL diaplay 连接
EGL_NOT_INITIALIZED ：表示传入的display不可以被初始化

创建连接与初始化实例：

EGLint majorVersion;
EGLint minorVersion;
EGLDisplay display;
display = eglGetDisplay(EGL_DEFAULT_DISPLAY);
if (display == EGL_NO_DISPLAY) {
    
    
    // 与本地窗口系统创建连接失败
}
if (!eglInitialize(display, &majorVersion, &minorVersion)) {
    
    
    // 初始化EGL连接失败
}

3.选择Surface配置

EGL初始化成功之后，就需要确定可用渲染表面的类型和配置。
一般来说，选择配置的方法有两种:

方法一：查询所有可行的配置(eglGetConfigs)，再让EGL从中找出最优选择（eglGetConfigAttrib）
方法二：指定一组需求，然后再让EGL推荐（eglChooseChofig）最佳配置。

下面分写介绍这两种方法的使用。

方法一：从所有可行配置中找到最优配置

EGLBoolean eglGetConfigs(
	EGLDisplay display,			//指定EGL显示连接
 	EGLConfig * configs,		//指定一组config
 	EGLint config_size,			//指定配置列表的大小
 	EGLint * num_config);		//实际匹配的配置总数

参数configs将包含在你平台上所有有效的EGLframebuffer配置列表。支持的总数通过num_config返回,而实际返回的 configs 的配置个数依赖于程序传入的 config_size，如果 config_size < num_config，则不是所有可行的config都会被返回。如果想要获取系统支持的所有配置信息，最好的方法就是先给eglGetConfigs传一个null的configs参数，这样执行后就会得到系统支持的配置总数num_config，然后使用num_config来给configs分配合适的内存大小，再用得到的configs来调用eglGetConfig。

示例：


EGLConfig *configs_list;
EGLint num_configs;
m_eglDisplay = eglGetDisplay(EGL_DEFAULT_DISPLAY);
if( m_eglDisplay == EGL_NO_DISPLAY || eglGetError() != EGL_SUCCESS ){
    
    
	return FALSE;
}
	
if( eglInitialize( m_eglDisplay, NULL, NULL ) == EGL_FALSE || eglGetError() != EGL_SUCCESS ){
    
    
	return FALSE;
}
	
// find out how many configurations are supported
if(eglGetConfigs(m_eglDisplay, NULL, 0, &num_configs)== EGL_FALSE || eglGetError() != EGL_SUCCESS){
    
    
	return FALSE;
}
	
configs_list = malloc(num_configs * sizeof(EGLConfig));
if (configs_list == (EGLConfig *)0){
    
    
	return FALSE;
}

// Get Configurations
if( eglGetConfigs( m_eglDisplay, configs_list, num_configs, &num_configs)== EGL_FALSE || eglGetError() != EGL_SUCCESS ){
    
    
	return FALSE;
}

由于当前平台的限制，通常只有很少的配置可用。系统支持的配置通常是利用系统硬件提供最好的性能。当你移植游戏到多个平台，它们的EGL 配置可能会有细微的差别，我们希望作为通用的移植问题来直接处理这些问题。

方法二：指定一组需求，让EGL推荐最佳配置

EGLBoolean eglChooseConfig(
	EGLDisplay display, 		// 指定EGL显示连接 
    const EGLint *attribList,  // 指定configs匹配的属性列表
    EGLConfig *configs, 	   // 指定配置列表
    EGLint maxReturnConfigs,   // 指定配置的大小
    EGLint *numConfigs)        // 指定返回的配置大小

glChooseConfig()函数将适配一个你所期望的配置，并且尽可能接近一个有效的系统配置。参数 attribList 指定了选择配置时需要参照的属性。参数 configs 将返回一个按照 attribList 排序的平台有效的所有 EGL framebuffer 配置列表。参数 config_size 指定了可以返回到 configs 的总配置个数。参数 num_config 返回了实际匹配的配置总数。

示例：

EGLint attrs[3] = {
    
     EGL_DEPTH_SIZE, 16, EGL_NONE };
EGLint num_configs;
EGLConfigs *configs_list;
// Get the display device
if ((eglDisplay = eglGetDisplay(EGL_NO_DISPLAY)) == EGL_NO_DISPLAY) {
    
    
	return eglGetError();
}
// Initialize the display
if (eglInitialize(eglDisplay, NULL, NULL) == EGL_FALSE) {
    
    
	return eglGetError();
}
// Obtain the total number of configurations that match
if (eglChooseConfig(eglDisplay, attrs, NULL, 0, &num_configs) == EGL_FALSE) {
    
    
	return eglGetError();
}
configs_list = malloc(num_configs * sizeof(EGLConfig));
if (configs_list == (EGLConfig *)0){
    
    
	return eglGetError();
}
// Obtain the first configuration with a depth buffer of 16 bits
if (!eglChooseConfig(eglDisplay, attrs, &configs_list, num_configs, &num_configs)) {
    
    
	return eglGetError();
}

如果找到了多个配置，则基于属性的优先级进行排序，下表显示了基于属性值的用来选择和排序的顺序(不需过多关注)，也包括了 EGL 规范中所有 EGL 配置属性及其默认值。

属性	数据类型	默认值	排序优先级	选择排序
EGL_BUFFER_SIZE	int	0	3	Smaller value
EGL_RED_SIZE	int	0	2	Larger value
EGL_GREEN_SIZE	int	0	2	Larger value
EGL_BLUE_SIZE	int	0	2	Larger value
EGL_ALPHA_SIZE	int	0	2	Larger value
EGL_CONFIG_CAVET	enum	EGL_DONT_CARE	1(first)	Exact value
EGL_CONFIG_ID	int	EGL_DONT_CARE	9	Exact value
EGL_DEPTH_SIZE	int	0	6	Smaller value
EGL_LEVEL	int	0	-	Equal value
EGL_NATIVE_RENDERABLE	Boolean	EGL_DONT_CARE	-	Exact value
EGL_NATIVE_VISUAL_TYPE	int	EGL_DONT_CARE	8	Exact value
EGL_SAMPLE_BUFFERS	int	0	4	Smaller value
EGL_SAMPLES	int	0	5	Smaller value
EGL_STENCIL_SIZE	int	0	7	Smaller value
EGL_SURFACE_TYPE	bitmask	EGL_WINDOW_BIT	-	Mask value
EGL_TRANSPARENT_TYPE	enum	EGL_NONE	-	Exact value
EGL_TRANSPARENT_RED_VALUE	int	EGL_DONT_CARE	-	Exact value
EGL_TRANSPARENT_GREEN_VALUE	int	EGL_DONT_CARE	-	Exact value
EGL_TRANSPARENT_BLUE_VALUE	int	EGL_DONT_CARE	-	Exact value

4. 创建渲染区域Surface

当有了符合条件的 EGLConfig 后，就可以通过 eglCreateWindowSurface 函数创建渲染区域。

4.1 创建屏幕上的渲染区域：EGL窗口

创建surface

EGLSurface eglCreateWindowSurface(	
	EGLDisplay display,				//对应的EGL display连接
 	EGLConfig config,				//EGL frame buffer配置，定义了可用于Surface的frame buffer资源
 	NativeWindowType native_window,	//原生窗口
 	EGLint const * attrib_list);	// attrib_list为Window Surface属性列表，可以为NULL，成功时返回新创建的EGLSurface，失败时返回EGL_NO_SURFACE.
 	
// 可能出现的错误:
// EGL_BAD_DISPLAY: 连接不是一个EGL display连接
//EGL_NOT_INITIALIZED: EGL没有初始化
//EGL_BAD_CONFIG: EGL frame buffer配置无效
//EGL_BAD_NATIVE_WINDOW: native window不是与display相同平台的有效Native Window
//EGL_BAD_ATTRIBUTE: attrib_list包含无效参数，或者参数未被识别，或者参数越界
//EGL_BAD_ALLOC：已经有一个与native window关联的Surface,或者无法为新的EGL窗口分配资源，
//EGL_BAD_MATCH：本机窗口的像素格式与配置所需的颜色缓冲区的格式、类型和大小不一致

4.2 其他操作surface方法

销毁surface:

EGLAPI EGLBoolean EGLAPIENTRY eglDestroySurface(EGLDisplay display, EGLSurface surface);

与eglCreateWindowSurface对应的，还有一个eglDestroySurface，用来销毁surface,display为对应的Display，surface为将要销毁的Surface, 如果任何其它线程都没有使用这个Surface时，Surface将被立即销毁，否则要等到这个Surface不被任何线程使用时才销毁，另外，对于一个PBuffer Surface来说，其资源要等到绑定到纹理对象的颜色缓冲区释放后才被销毁。成功时返回EGL_TRUE，失败时返回EGL_FALSE，可能的错误为EGL_BAD_DISPLAY、EGL_NOT_INITIALIZED、EGL_BAD_SURFACE。

获取surface信息

EGLAPI EGLBoolean EGLAPIENTRY eglQuerySurface(
	EGLDisplay display, 
	EGLSurface surface,
    EGLint attribute, 
    EGLint *value);

eglQuerySurface用于获取Surface信息，display为对应的Display，surface待查询的Surface，attribute为待查询的Surface属性，value用于返回Surface属性值，成功时返回EGL_TRUE，失败时返回EGL_FALSE，可能的错误为EGL_BAD_DISPLAY、EGL_NOT_INITIALIZED、EGL_BAD_SURFACE、EGL_BAD_ATTRIBUTE。attribute取值可以是：
EGL_CONFIG_ID
EGL_HEIGHT
EGL_HORIZONTAL_RESOLUTION
EGL_LARGEST_PBUFFER
EGL_MIPMAP_LEVEL
EGL_MIPMAP_TEXTURE
EGL_MULTISAMPLE_RESOLVE
EGL_PIXEL_ASPECT_RATIO
EGL_RENDER_BUFFER
EGL_SWAP_BEHAVIOR
EGL_TEXTURE_FORMAT
EGL_TEXTURE_TARGET
EGL_VERTICAL_RESOLUTION
EGL_WIDTH

设置surface属性

EGLAPI EGLBoolean EGLAPIENTRY eglSurfaceAttrib(
							EGLDisplay display, 
							EGLSurface surface,
                			EGLint attribute, 
                			EGLint value);

eglSurfaceAttrib用于设置Surface属性，display为对应的Display，surface为要设置的Surface，attribute为要设置的Surface属性，value为要设置的Surface属性值，成功时返回EGL_TRUE，失败时返回EGL_FALSE，可能的错误为EGL_BAD_DISPLAY、EGL_BAD_MATCH、EGL_NOT_INITIALIZED、EGL_BAD_SURFACE、EGL_BAD_ATTRIBUTE。attribute取值可以是：
EGL_MIPMAP_LEVEL：默认值为0。
EGL_MULTISAMPLE_RESOLVE：EGL_MULTISAMPLE_RESOLVE_DEFAULT或>EGL_MULTISAMPLE_RESOLVE_BOX，默认值为前者。
EGL_SWAP_BEHAVIOR：EGL_BUFFER_PRESERVED或EGL_BUFFER_DESTROYED，默认值由实现而定。

创建屏幕外的渲染区域

EGLSurface eglCreatePbufferSurface(
	EGLDisplay display, 		// 指定EGL显示连接
    EGLConfig config, 			// 指定配置
    const EGLint *attribList)   // 指定像素缓冲区属性

OpenGL ES 3.0不仅可以在屏幕上的窗口渲染，还可以渲染称作pbuffer的不可见屏幕外表面。PBuffer Surface是不同于Window Surface的另一种EGLSurface，eglCreatePbufferSurface用于创建off-screen的pixel buffer Surface，display为对应的Display，config为frame buffer配置，attribList为PBuffer属性列表，可以为NULL，成功时返回新创建的EGLSurface，失败时返回EGL_NO_SURFACE，可能的错误为EGL_BAD_DISPLAY、EGL_NOT_INITIALIZED、EGL_BAD_CONFIG、EGL_BAD_ATTRIBUTE、EGL_BAD_ALLOC、EGL_BAD_MATCH。attribList的属性可以是：
EGL_HEIGHT：默认值为0。
EGL_LARGEST_PBUFFER：默认值为EGL_FALSE。
EGL_MIPMAP_TEXTURE：默认值为EGL_FALSE。
EGL_TEXTURE_FORMAT：默认值为EGL_NO_TEXTURE，还可以选择EGL_TEXTURE_RGB或>EGL_TEXTURE_RGBA。
EGL_TEXTURE_TARGET：默认值为EGL_NO_TEXTURE，还可以选择EGL_TEXTURE_2D。
EGL_VG_ALPHA_FORMAT：只适用于OpenVG，默认值为EGL_VG_ALPHA_FORMAT_NONPRE，>还可以选择EGL_VG_ALPHA_FORMAT_PRE。
EGL_VG_COLORSPACE：只适用于OpenVG，默认值为EGL_VG_COLORSPACE_sRGB，还可以选>择EGL_VG_COLORSPACE_LINEAR。
EGL_WIDTH：默认值为0。

PBuffer Surface与Window Surface

除了可以用OpenGL ES 3.0在屏幕上的窗口渲染之外，还可以渲染称作PBuffer（像素缓冲区Pixel Buffer的缩写）的不可见屏幕外表面，和窗口一样，PBuffer可以利用OpenGL ES 3.0中的任何硬件加速，PBuffer最常用于生成纹理贴图，如果想要做的是渲染到一个纹理，那么建议使用帧缓冲区对象（FBO）代替PBuffer，因为帧缓冲区更高效，不过在某些FBO无法使用的情况下，PBuffer仍然有用，例如用OpenGL ES在屏幕外表面上渲染，然后将其作为其它API（如OpenVG）中的纹理。另外，EGLSurface还有个Pixmap Surface，简单总结一下三者的特点。window是on-screen的，pbuffer和pixmap是off-screen的，window绑定到了NativeWindow，pixmap绑定到了NativePixmap，pbuffer没有任何本地绑定，window是双缓冲区的，pbuffer和pixmap是单缓冲区的，window默认在back buffer渲染，通过eglSwapBuffers交换到屏幕上显示，pbuffer在显存中分配，由EGL_HEIGHT和EGL_WIDTH指定大小，常用作纹理数据，pixmap绑定到本地的像素缓冲区，这个缓冲区可以被其它API使用。创建不同的EGLSurface时，需要在EGLConfig中配置EGL_SURFACE_TYPE，window、pbuffer、pixmap分别对应于EGL_WINDOW_BIT、EGL_PBUFFER_BIT、EGL_PIXMAP_BUFFER。

5. 创建渲染上下文

创建渲染上下文

EGLAPI EGLContext EGLAPIENTRY eglCreateContext(
				EGLDisplay display, EGLConfig config,
                EGLContext share_context,
                const EGLint *attribList);

eglCreateContext用于创建EGL渲染Context，display为对应的Display，config为frame buffer配置，share_context为其它的共享Context，可以设置为EGL_NO_CONTEXT，attribList为Context属性列表，成功时返回新创建的EGLContext，失败时返回EGL_NO_CONTEXT，可能的错误为EGL_BAD_MATCH、EGL_BAD_DISPLAY、EGL_NOT_INITIALIZED、EGL_BAD_CONFIG、EGL_BAD_CONTEXT、EGL_BAD_ATTRIBUTE、EGL_BAD_ALLOC。attrib_list属性目前只有EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION，整数值，指定OpenGL ES版本，默认值为1，还可以是2、3等其它版本值，创建OpenGL ES Context时设置这个属性，也就是说渲染API为EGL_OPENGL_ES_API时才设置这个属性，为此还要设置或查询渲染API，使用如下两个函数。

销毁渲染上下文

EGLAPI EGLBoolean EGLAPIENTRY eglDestroyContext(EGLDisplay display, EGLContext context);

eglDestroyContext用于销毁渲染Context，dpy为对应的Display，ctx为要销毁的Context，如果有其它线程使用这个Context时就要等到不使用时再销毁，否则立即销毁，成功时返回EGL_TRUE，失败时返回EGL_FALSE，可能的错误为EGL_BAD_DISPLAY、EGL_NOT_INITIALIZED、EGL_BAD_CONTEXT。

获取Context信息

EGLAPI EGLBoolean EGLAPIENTRY eglQueryContext(
								EGLDisplay display, 
								EGLContext context,
               					EGLint attribute, 
               					EGLint *value);

eglQueryContext用于获取Context信息，dpy为对应的Display，ctx为要查询的Context，attribute为要查询的Context属性，value返回查询的Context属性值，成功时返回EGL_TRUE，失败时返回EGL_FALSE，可能的错误为EGL_BAD_DISPLAY、EGL_NOT_INITIALIZED、EGL_BAD_CONTEXT、EGL_BAD_ATTRIBUTE。attribute取值可以是：
EGL_CONFIG_ID
EGL_CONTEXT_CLIENT_TYPE
EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION
EGL_RENDER_BUFFER

eglMakeCurrent

EGLAPI EGLBoolean EGLAPIENTRY eglMakeCurrent(
					EGLDisplay display, EGLSurface draw,
              		EGLSurface read, EGLContext context);

创建了Surface和Context之后，因为可能有多个Surface和Context，所以需要通过eglMakeCurrent绑定Context到Surface，display为对应的Display，draw用于绘制，read用于读，ctx为要绑定的Context，成功是返回EGL_TRUE，失败时返回EGL_FALSE，可能的错误为EGL_BAD_DISPLAY、EGL_NOT_INITIALIZED、EGL_BAD_SURFACE、EGL_BAD_CONTEXT、EGL_BAD_MATCH、EGL_BAD_ACCESS 、EGL_BAD_NATIVE_PIXMAP、EGL_BAD_NATIVE_WINDOW、EGL_BAD_CURRENT_SURFACE、EGL_BAD_ALLOC、EGL_CONTEXT_LOST。因为EGL规范要求eglMakeCurrent实现进行一次刷新，所以这一调用对于基于图块的架构代价很高。

OpenGL ES （二）EGL介绍和使用