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1、什么是 OpenGL?
OpenGL 是个专业的3D程序接口，是一个功能强大，调用方便的底层3D图形库。 OpenGL 的前身是 SGI 公司为其图形工作站开的 IRIS GL。IRIS GL 是一个工业标准的3D图形软件接口，功能虽然强大但是移植性不好，于是 SGI 公司便在 IRIS GL 的基础上开发 OpenGL 。具体详细的介绍请 点击这里 。
2、OpenGL 的发展历程
1992年7月 发布了 OpenGL 1.0 版本，并与微软共同推出 Windows NT 版本的 OpenGL 。
1995年 OpenGL 1.1 版本面市，加入了新功能，并引入了纹理特性等等。
一直到 2009年8月Khronos小组发布了 OpenGL 3.2，这是一年以来 OpenGL进行的第三次重要升级。
具体特点及功能、 OpenGL 现状、发展历程、 OpenGL 规范、编程入门请 点击这里 。
3、OpenGL ES 简介
Android 3D 引擎采用的是 OpenGL ES 。 OpenGL ES 是一套为手持和嵌入式系统设计的3D 引擎API ，由Khronos 公司维护。在PC 领域，一直有两种标准的3D API 进行竞争， OpenGL 和 DirectX 。一般主流的游戏和显卡都支持这两种渲染方式，DirectX 在Windows 平台上有很大的优势，但是 OpenGL 具有更好的跨平台性。
由于嵌入式系统和PC 相比，一般说来，CPU 、内存等都比PC 差很多，而且对能耗有着特殊的要求，许多嵌入式设备并没有浮点运算协处理器，针对嵌入式系统的以上特点，Khronos 对标准的 OpenGL 系统进行了维护和改动，以期望满足嵌入式设备对3D 绘图的要求。
4、 Android OpenGL ES 简介
Android 系统使用 OpenGL 的标准接口来支持3D 图形功能，android 3D 图形系统也分为 java 框架和本地代码两部分。本地代码主要实现的 OpenGL 接口的库，在 Java 框架层，javax.microedition.khronos.opengles 是 java 标准的 OpenGL 包，android.opengl 包提供了 OpenGL 系统和 Android GUI 系统之间的联系。
5、Android 支持 OpenGL 列表
- 1、GL
- 2、GL 10
- 3、GL 10 EXT
- 4、GL 11
- 5、GL 11 EXT
- 6、GL 11 ExtensionPack
我们将使用 GL10 这个类开始接触 OpenGL ，探索3D 领域。
6、一步一步实现自己的 Renderer 类
在 Android 中我们使用 GLSurfaceView 来显示 OpenGL 视图，该类位于 android.opengl 包里面。它提供了一个专门用于渲染3D 的接口 Renderer 。接下来我们就来一步步构建自己的 Renderer 类。
- 1、为 Renderer 类赶回命名空间
import android.opengl.GLSurfaceView.Renderer; - 2、新建一个类来实现 Renderer 接口，代码如下：
public class ThreeDGl implements Renderer
{
} - 3、如上代码所写，程序实现了 Renderer 类，则必须重写以下方法
public void onDrawFrame(GL10 gl)
{
}
public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height)
{}
public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config)
{} - 4、当窗口被创建时需要调用 onSurfaceCreate ，我们可以在这里对 OpenGL 做一些初始化工作，例如：
// 启用阴影平滑
gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);
// 黑色背景
gl.glClearColor( 0 , 0 , 0 , 0 );
// 设置深度缓存
gl.glClearDepthf( 1.0f );
// 启用深度测试
gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);
// 所作深度测试的类型
gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);
// 告诉系统对透视进行修正
gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL10.GL_FASTEST); |
glHint 用于告诉 OpenGL 我们希望进行最好的透视修正，这会轻微地影响性能，但会使得透视图更好看。
glClearColor 设置清除屏幕时所用的颜色，色彩值的范围从 0.0f~1.0f 大小从暗到这的过程。
glShadeModel 用于启用阴影平滑度。阴影平滑通过多边形精细地混合色彩，并对外部光进行平滑。
glDepthFunc 为将深度缓存设想为屏幕后面的层，它不断地对物体进入屏幕内部的深度进行跟踪。
glEnable 启用深度测试。 - 5、当窗口大小发生改变时系统将调用 onSurfaceChange 方法，可以在该方法中设置 OpenGL 场景大小 ，代码如下：
// 设置OpenGL场景的大小
gl.glViewport( 0 , 0 , width, height); - 6、场景画出来了，接下来我们就要实现场景里面的内容，比如：设置它的透视图，让它有种越远的东西看起来越小的感觉，代码如下：
// 设置投影矩阵
gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
// 重置投影矩阵
gl.glLoadIdentity();
// 设置视口的大小
gl.glFrustumf( - ratio, ratio, - 1 , 1 , 1 , 10 );
// 选择模型观察矩阵
gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
// 重置模型观察矩阵
gl.glLoadIdentity(); |
gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION); 指明接下来的代码将影响 projection matrix （投影矩阵），投影矩阵负责为场景增加透视度。
gl.glLoadIdentity(); 此方法相当于我们手机的重置功能，它将所选择的矩阵状态恢复成原始状态，调用 glLoadIdentity(); 之后为场景设置透视图。
gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW); 指明任何新的变换将会影响 modelview matrix （模型观察矩阵）。
gl.glFrustumf( - ratio, ratio, - 1 , 1 , 1 , 10 ); 此方法，前面4个参数用于确定窗口的大小，而后面两个参数分别是在场景中所能绘制深度的起点和终点。 - 7、了解了上面两个重写方法的作用和功能之后，第三个方法 onDrawFrame 从字面上理解就知道此方法做绘制图操作的。嗯，没错。在绘图之前，需要将屏幕清除成前面所指定的颜色，清除尝试缓存并且重置场景，然后就可以绘图了， 代码如下：
// 清除屏幕和深度缓存
gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
// 重置当前的模型观察矩阵
gl.glLoadIdentity(); |
- 8、Renderer 类在实现了上面的三个重写之后，在程序入口中编写如下代码
Renderer render = new ThreeDGl( this );
/** Called when the activity is first created. */
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super .onCreate(savedInstanceState);
GLSurfaceView gview = new GLSurfaceView( this );
gview.setRenderer(render);
setContentView(gview);
} |
即可将我们绘制的图形显示出来。
下面分享一段使用Renderer类绘制的三角形和四边形的代码：
package com.terry;
import java.nio.IntBuffer;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;
import android.opengl.GLSurfaceView.Renderer;
public class GLRender implements Renderer{
float rotateTri,rotateQuad;
int one = 0x10000 ;
// 三角形的一个顶点
private IntBuffer triggerBuffer = IntBuffer.wrap( new int []{
0 ,one, 0 , // 上顶点
- one, - one, 0 , // 左顶点
one, - one, 0 // 右下点
});
// 正方形的四个顶点
private IntBuffer quateBuffer = IntBuffer.wrap( new int []{
one,one, 0 ,
- one, - one, 0 ,
one, - one, 0 ,
- one, - one, 0
});
private IntBuffer colorBuffer = IntBuffer.wrap( new int []{
one, 0 , 0 ,one,
0 ,one, 0 ,one,
0 , 0 ,one,one
});
@Override
public void onDrawFrame(GL10 gl) {
// TODO Auto-generated method stub
// 清除屏幕和深度缓存
gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
// 重置当前的模型观察矩阵
gl.glLoadIdentity();
// 左移 1.5 单位，并移入屏幕 6.0
gl.glTranslatef( - 1.5f , 0.0f , - 6.0f );
// 设置旋转
gl.glRotatef(rotateTri, 0.0f , 1.0f , 0.0f );
// 设置定点数组
gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
// 设置颜色数组
gl.glEnableClientState(GL10.GL_COLOR_ARRAY);
gl.glColorPointer( 4 , GL10.GL_FIXED, 0 , colorBuffer);
// 设置三角形顶点
gl.glVertexPointer( 3 , GL10.GL_FIXED, 0 , triggerBuffer);
// 绘制三角形
gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLES, 0 , 3 );
gl.glDisableClientState(GL10.GL_COLOR_ARRAY);
// 绘制三角形结束
gl.glFinish();
/** ******************** */
/* 渲染正方形 */
// 重置当前的模型观察矩阵
gl.glLoadIdentity();
// 左移 1.5 单位，并移入屏幕 6.0
gl.glTranslatef( 1.5f , 0.0f , - 6.0f );
// 设置当前色为蓝色
gl.glColor4f( 0.5f , 0.5f , 1.0f , 1.0f );
// 设置旋转
gl.glRotatef(rotateQuad, 1.0f , 0.0f , 0.0f );
// 设置和绘制正方形
gl.glVertexPointer( 3 , GL10.GL_FIXED, 0 , quateBuffer);
gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0 , 4 );
// 绘制正方形结束
gl.glFinish();
// 取消顶点数组
gl.glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
// 改变旋转的角度
rotateTri += 0.5f ;
rotateQuad -= 0.5f ;
}
@Override
public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
// TODO Auto-generated method stub
float ratio = ( float ) width / height;
// 设置OpenGL场景的大小
gl.glViewport( 0 , 0 , width, height);
// 设置投影矩阵
gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
// 重置投影矩阵
gl.glLoadIdentity();
// 设置视口的大小
gl.glFrustumf( - ratio, ratio, - 1 , 1 , 1 , 10 );
// 选择模型观察矩阵
gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
// 重置模型观察矩阵
gl.glLoadIdentity();
}
@Override
public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
// TODO Auto-generated method stub
// 启用阴影平滑
gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);
// 黑色背景
gl.glClearColor( 0 , 0 , 0 , 0 );
// 设置深度缓存
gl.glClearDepthf( 1.0f );
// 启用深度测试
gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);
// 所作深度测试的类型
gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);
// 告诉系统对透视进行修正
gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL10.GL_FASTEST);
}
}
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到此基本对 OpenGL 有一些了解，当然OpenGL 还有更多的东西需要我们去探索，努力吧。
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原文链接:https://blog.51cto.com/terryblog/346996
程序猿的技术大观园：www.javathinker.net
[这个贴子最后由 flybird 在 2020-06-04 19:42:44 重新编辑]
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