android平台下OpenGL ES 3.0绘制圆点、直线和三角形

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OpenGL ES 3.0学习实践

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目录

• 新建SimpleRenderer
• 定义圆点坐标
• 分配本地内存
• 顶点着色器
• 片段着色器
• 编译和加载着色器
• 设置视口
• 清除颜色缓冲区
• 绘制圆点
• 绘制直线
• 绘制三角形

新建SimpleRenderer

public class SimpleRenderer implements GLSurfaceView.Renderer

定义圆点坐标

private float[] vertexPoints = new float[]{
        0.0f, 0.5f, 0.0f,
        -0.5f, -0.5f, 0.0f,
        0.5f, -0.5f, 0.0f
};

理想状态下的屏幕坐标系，我们定义的就是下图中的三角形的三个顶点。

分配本地内存

因为OpenGL作为本地系统库运行在系统中，虚拟机需要分配本地内存，供其存取。

public SimpleRenderer() {
        //分配内存空间,每个浮点型占4字节空间
        vertexBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(vertexPoints.length * 4)
                .order(ByteOrder.nativeOrder())
                .asFloatBuffer();
        //传入指定的坐标数据
        vertexBuffer.put(vertexPoints);
        vertexBuffer.position(0);
}

顶点着色器

#version 300 es
layout (location = 0) in vec4 vPosition;
void main() {
     gl_Position  = vPosition;
     gl_PointSize = 10.0;
}

上述顶点着色器的描述：

• 第一行表示：着色器的版本，OpenGL ES 2.0版本可以不写。
• 第二行表示：输入属性的数组(一个名为vPosition的4分量向量)，layout (location = 0)表示这个变量的位置是顶点属性0。
• 第三行表示：声明一个main函数。
• 第四行表示：它将vPosition输入属性拷贝到名为gl_Position的特殊输出变量。
• 第五行表示：它将浮点数据10.0拷贝到gl_PointSize的变量中。

片段着色器

#version 300 es
precision mediump float;
out vec4 fragColor;
void main() {
     fragColor = vec4(1.0,1.0,1.0,1.0);
}

上述片段着色器的描述：

• 第一行表示：着色器的版本，OpenGL ES 2.0版本可以不写。
• 第二行表示：声明着色器中浮点变量的默认精度。
• 第三行表示：着色器声明一个输出变量fragColor，这个是一个4分量的向量。
• 第五行表示：表示将颜色值(1.0,1.0,1.0,1.0)，输出到颜色缓冲区。

编译和加载着色器

	/**
     * 编译
     *
     * @param type  顶点着色器:GLES30.GL_VERTEX_SHADER
     *               片段着色器:GLES30.GL_FRAGMENT_SHADER
     * @param shaderCode
     * @return
     */
    private static int compileShader(int type, String shaderCode) {
    	//创建一个着色器
        final int shaderId = GLES30.glCreateShader(type);
        if (shaderId != 0) {
        	//加载到着色器
            GLES30.glShaderSource(shaderId, shaderCode);
            //编译着色器
            GLES30.glCompileShader(shaderId);
            //检测状态
            final int[] compileStatus = new int[1];
            GLES30.glGetShaderiv(shaderId, GLES30.GL_COMPILE_STATUS, compileStatus, 0);
            if (compileStatus[0] == 0) {
                String logInfo = GLES30.glGetShaderInfoLog(shaderId);
                System.err.println(logInfo);
                //创建失败
                GLES30.glDeleteShader(shaderId);
                return 0;
            }
            return shaderId;
        } else {
            //创建失败
            return 0;
        }
    }

链接到着色器

    /**
     * 链接小程序
     *
     * @param vertexShaderId 顶点着色器
     * @param fragmentShaderId 片段着色器
     * @return
     */
    public static int linkProgram(int vertexShaderId, int fragmentShaderId) {
        final int programId = GLES30.glCreateProgram();
        if (programId != 0) {
            //将顶点着色器加入到程序
            GLES30.glAttachShader(programId, vertexShaderId);
            //将片元着色器加入到程序中
            GLES30.glAttachShader(programId, fragmentShaderId);
            //链接着色器程序
            GLES30.glLinkProgram(programId);
            final int[] linkStatus = new int[1];
            GLES30.glGetProgramiv(programId, GLES30.GL_LINK_STATUS, linkStatus, 0);
            if (linkStatus[0] == 0) {
                String logInfo = GLES30.glGetProgramInfoLog(programId);
                System.err.println(logInfo);
                GLES30.glDeleteProgram(programId);
                return 0;
            }
            return programId;
        } else {
            //创建失败
            return 0;
        }
    }

设置视口

这一步通常在onSurfaceChanged中完成

@Override
public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
     GLES30.glViewport(0, 0, width, height);
}

清除颜色缓冲区

GLES30.glClear(GLES30.GL_COLOR_BUFFER_BIT);

缓冲区将会用GLES30.glClearColor指定的颜色清除，清除的颜色被设置为(0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f)，所以屏幕显示为灰色。

绘制圆点

在public void onDrawFrame(GL10 gl)回调方法中：

//准备坐标数据
GLES30.glVertexAttribPointer(0, 3, GLES30.GL_FLOAT, false, 0, vertexBuffer);
//启用顶点的句柄
GLES30.glEnableVertexAttribArray(0);
//绘制三个点
GLES30.glDrawArrays(GLES30.GL_POINTS, 0, 3);

//禁止顶点数组的句柄
GLES30.glDisableVertexAttribArray(0);

刚才的顶点着色器已经将vPosition变量与输入属性位置0绑定了，顶点着色器中每个属性都由一个无符号整数值唯一标识的位置。

绘制直线

//绘制直线
GLES30.glDrawArrays(GLES30.GL_LINE_STRIP, 0, 2);
GLES30.glLineWidth(10);

绘制如图所示：

绘制三角形

//绘制三角形
GLES30.glDrawArrays(GLES30.GL_TRIANGLES, 0, 2);

常用图元类型

图元类型	描述
GL_POINTS	点精灵图元，对指定的每个顶点进行绘制。
GL_LINES	绘制一系列不相连的线段。
GL_LINE_STRIP	绘制一系列相连的线段。
GL_LINE_LOOP	绘制一系列相连的线段，首尾相连。
GL_TRIANGLES	绘制一系列单独的三角形。
GL_TRIANGLE_STRIP	绘制一系列相互连接的三角形。
GL_TRIANGLE_FAN	绘制一系列相互连接的三角形。

直线图元类型：

三角形图元类型

项目地址：
https://github.com/byhook/opengles4android

参考：
《OpenGL ES 3.0 编程指南第2版》
《OpenGL ES应用开发实践指南Android卷》