android-opengles3.0開發【2】繪製圖形
摘要：
簡介
android 下 opengles 的繪製圖形簡單來說步驟如下：
定義圖形頂點資料
編寫/編譯 頂點著色器 和 片段著色器。
建立程式，將著色器繫結到程式上，然後連線程式。如果著色器中沒有定義屬性的位置，則在繫結著色器之後、連線...
簡介
android 下 opengles 的繪製圖形簡單來說步驟如下：
- 定義圖形頂點資料
- 編寫/編譯 頂點著色器 和 片段著色器。
- 建立程式，將著色器繫結到程式上，然後連線程式。如果著色器中沒有定義屬性的位置，則在繫結著色器之後、連線程式之前，將屬性名稱和位置進行繫結。
- 使用程式，將圖形頂點資料放到相應的屬性位置上，然後進行繪製。
定義圖形頂點資料
浮點型陣列，頂點的順序按逆時針排列。
android 平臺上，app 執行在 jvm 中，記憶體由 jvm 管理，而 opengles 執行在 native 環境，所以為了式 opengles 能夠訪問圖形頂點資料，需要把頂點拷貝到 native 記憶體中。
另外，為了方便操作 native 中的頂點位元組，將其對映到 FloatBuffer 中，然後就可以像使用陣列一樣使用了。
//頂點，按逆時針順序排列
private static final float[] vertices = {
0.0f, 0.5f, 0.0f,
-0.5f, -0.5f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.0f};
public TriangleRender() {
//將頂點資料拷貝對映到 native 記憶體中，以便opengl能夠訪問
verticesBuffer = ByteBuffer
.allocateDirect(vertices.length * BYTES_PER_FLOAT)//直接分配 native 記憶體，不會被gc
.order(ByteOrder.nativeOrder())//和本地平臺保持一致的位元組序（大/小頭）
.asFloatBuffer();//將底層位元組對映到FloatBuffer例項，方便使用
verticesBuffer
.put(vertices)//將頂點拷貝到 native 記憶體中
.position(0);//每次 put position 都會 + 1，需要在繪製前重置為0
}
編寫/編譯著色器
著色器的原始碼可以寫到單獨的檔案中，也可以用字串拼接（本文使用的方式，為了方便）
頂點著色器
layout (location = 0)
簡單來說，該著色器的內容就是：使用 opengles3.0 版本，將圖形頂點資料採用4分量向量的資料結構繫結到著色器的第 0 個屬性上，屬性的名字叫 vPosition，著色器執行時，將 vPosition 的值傳給用來表示頂點最終位置的內建變數 gl_Position。
需要注意的是layout (location = 0)
不是必須要寫，如果不寫的話，需要在後面著色器繫結到程式之後，程式連線之前使用glBindAttribLocation
方法繫結。
//頂點著色器
private static final String vertextShaderSource =
"#version 300 es\n"
+ "layout (location = 0) in vec4 vPosition;\n"
+ "void main()\n"
+ "{\n"
+ "gl_Position = vPosition;\n"
+ "}\n";
片段著色器
- 第一行指定opengles版本，不指定預設為 opengles2.0
- 第二行指明浮點變數的精度
- 第三行宣告一個輸出變數 fragColor ，4分量向量
- 給輸出變數賦值
//片段著色器
private static final String fragmentShaderSource =
"#version 300 es\n"
+ "precision mediump float;\n"
+ "out vec4 fragColor;\n"
+ "void main()\n"
+ "{\n"
+ "fragColor = vec4 ( 1.0, 0.0, 0.0, 1.0 );\n"
+ "}\n";
著色器內容編輯完之後，想要使用還要經過編譯。
/**
* 載入著色器源，並編譯
*
* @param type頂點著色器（GL_VERTEX_SHADER）/片段著色器（GL_FRAGMENT_SHADER）
* @param shaderSource 著色器源(上面編輯的內容)
* @return 著色器
*/
private int loadShader(int type, String shaderSource) {
//建立著色器物件
int shader = GLES30.glCreateShader(type);
if (shader == 0) return 0;//建立失敗
//載入著色器源
GLES30.glShaderSource(shader, shaderSource);
//編譯著色器
GLES30.glCompileShader(shader);
//檢查編譯狀態
int[] compiled = new int[1];
GLES30.glGetShaderiv(shader, GLES30.GL_COMPILE_STATUS, compiled, 0);
if (compiled[0] == 0) {
Log.e(TAG, GLES30.glGetShaderInfoLog(shader));
GLES30.glDeleteShader(shader);
return 0;//編譯失敗
}
return shader;
}
初始化程式
具體的流程下面程式碼很清楚，需要注意的就是如果著色器中沒有指定屬性的位置，則需要呼叫glBindAttribLocation
進行指定。
@Override
public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
//獲取頂點著色器
int vertextShader = loadShader(GLES30.GL_VERTEX_SHADER, vertextShaderSource);
//獲取片段著色器
int fragmentShader =loadShader(GLES30.GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderSource);
//建立程式
int tmpProgram = GLES30.glCreateProgram();
if (tmpProgram == 0) return;//建立失敗
//繫結著色器到程式
GLES30.glAttachShader(tmpProgram, vertextShader);
GLES30.glAttachShader(tmpProgram, fragmentShader);
//繫結屬性位置 vPosition ：0 著色器中沒有設定屬性位置時使用
//GLES30.glBindAttribLocation(tmpProgram, 0, "vPosition");
//連線程式
GLES30.glLinkProgram(tmpProgram);
//檢查連線狀態
int[] linked = new int[1];
GLES30.glGetProgramiv(tmpProgram,GLES30.GL_LINK_STATUS, linked, 0);
if (linked[0] == 0){
Log.e(TAG, "tmpProgram linked error");
Log.e(TAG, GLES30.glGetProgramInfoLog(tmpProgram));
GLES30.glDeleteProgram(tmpProgram);
return;//連線失敗
}
//儲存程式，後面使用
program = tmpProgram;
//設定清除渲染時的顏色
GLES30.glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f);
}
使用程式繪製
@Override
public void onDrawFrame(GL10 gl) {
//擦除螢幕
GLES30.glClear(GLES30.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
//使用程式
GLES30.glUseProgram(program);
//獲取 vPosition 屬性的位置
int vposition = GLES30.glGetAttribLocation(program, "vPosition");
//載入頂點資料到 vPosition 屬性位置
GLES30.glVertexAttribPointer(vposition,3,GLES30.GL_FLOAT,false,0,verticesBuffer);
GLES30.glEnableVertexAttribArray(vposition);
//繪製
GLES30.glDrawArrays(GLES30.GL_TRIANGLES,0,3);
}
總結
本文通過繪製一個三角形，梳理了 opengles 繪製圖形的流程，著色器、程式的使用方法。