opengl es 基礎教程1

一、什麼是 OpenGL?

　　 OpenGL 是個專業的3D程序接口，是一個功能強大，調用方便的底層3D圖形庫。 OpenGL  的前身是 SGI 公司爲其圖形工做站開的 IRIS GL。IRIS GL 是一個工業標準的3D圖形軟件接口，功能雖然強大可是移植性很差，因而 SGI 公司便在 IRIS GL 的基礎上開發  OpenGL  。具體詳細的介紹請  點擊這裏 。

二、OpenGL 的發展歷程

　　1992年7月 發佈了  OpenGL 1.0 版本，並與微軟共同推出 Windows NT 版本的  OpenGL 。

　　1995年  OpenGL 1.1 版本面市，加入了新功能，並引入了紋理特性等等。

　　一直到 2009年8月Khronos小組發佈了 OpenGL 3.2，這是一年以來 OpenGL進行的第三次重要升級。

具體特色及功能、  OpenGL 現狀、發展歷程、 OpenGL 規範、編程入門請  點擊這裏 。

三、OpenGL  ES 簡介

      Android 3D  引擎採用的是 OpenGL ES 。 OpenGL ES 是一套爲手持和嵌入式系統設計的3D 引擎API ，由Khronos 公司維護。在PC 領域，一直有兩種標準的3D API 進行競爭， OpenGL  和 DirectX 。通常主流的遊戲和顯卡都支持這兩種渲染方式，DirectX 在Windows 平臺上有很大的優點，可是  OpenGL  具備更好的跨平臺性。

因爲嵌入式系統和PC 相比，通常說來，CPU 、內存等都比PC 差不少，並且對能耗有着特殊的要求，許多嵌入式設備並無浮點運算協處理器，針對嵌入式系統的以上特色，Khronos 對標準的  OpenGL  系統進行了維護和改動，以指望知足嵌入式設備對3D 繪圖的要求。

四、Android OpenGL ES 簡介

Android 系統使用  OpenGL  的標準接口來支持3D 圖形功能，android 3D  圖形系統也分爲 java  框架和本地代碼兩部分。本地代碼主要實現的  OpenGL  接口的庫，在 Java  框架層，javax.microedition.khronos.opengles  是 java 標準的  OpenGL  包，android.opengl 包提供了  OpenGL  系統和 Android GUI  系統之間的聯繫。

 五、Android 支持 OpenGL 列表

• 一、GL
• 二、GL 10
• 三、GL 10 EXT
• 四、GL 11
• 五、GL 11 EXT
• 六、GL 11 ExtensionPack

咱們將使用 GL10 這個類開始接觸  OpenGL ，探索3D 領域。

六、一步一步實現本身的 Renderer 類

在 Android 中咱們使用 GLSurfaceView 來顯示  OpenGL 視圖，該類位於 android.opengl 包裏面。它提供了一個專門用於渲染3D 的接口 Renderer 。接下來咱們就來一步步構建本身的 Renderer 類。

• 一、爲 Renderer 類趕回命名空間
  
  import  android.opengl.GLSurfaceView.Renderer;
   
• 二、新建一個類來實現 Renderer 接口，代碼以下：
  
  public   class  ThreeDGl  implements  Renderer 
  {
  }
   
• 三、如上代碼所寫，程序實現了 Renderer 類，則必須重寫如下方法
  
  public   void  onDrawFrame(GL10 gl) 
  {
  }
  public   void  onSurfaceChanged(GL10 gl,  int  width,  int  height)
  {}
  public   void  onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config)
  {}
   
• 四、當窗口被建立時須要調用 onSurfaceCreate ，咱們能夠在這裏對 OpenGL 作一些初始化工做，例如：
  
                   //  啓用陰影平滑
          gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);
          
           //  黑色背景
          gl.glClearColor( 0 ,  0 ,  0 ,  0 );
          
           //  設置深度緩存
          gl.glClearDepthf( 1.0f );                            
           //  啓用深度測試
          gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);                        
           //  所做深度測試的類型
          gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);                            
          
           //  告訴系統對透視進行修正
          gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL10.GL_FASTEST);
   
  glHint 用於告訴 OpenGL 咱們但願進行最好的透視修正，這會輕微地影響性能，但會使得透視圖更好看。
  glClearColor 設置清除屏幕時所用的顏色，色彩值的範圍從 0.0f~1.0f 大小從暗到這的過程。
  glShadeModel 用於啓用陰影平滑度。陰影平滑經過多邊形精細地混合色彩，並對外部光進行平滑。
  glDepthFunc 爲將深度緩存設想爲屏幕後面的層，它不斷地對物體進入屏幕內部的深度進行跟蹤。
  glEnable 啓用深度測試。
• 五、當窗口大小發生改變時系統將調用 onSurfaceChange 方法，能夠在該方法中設置 OpenGL 場景大小 ，代碼以下：
  
  // 設置OpenGL場景的大小
  gl.glViewport( 0 ,  0 , width, height);
   
• 六、場景畫出來了，接下來咱們就要實現場景裏面的內容，好比：設置它的透視圖，讓它有種越遠的東西看起來越小的感受，代碼以下：
  
  // 設置投影矩陣
          gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
           // 重置投影矩陣
          gl.glLoadIdentity();
           //  設置視口的大小
          gl.glFrustumf( - ratio, ratio,  - 1 ,  1 ,  1 ,  10 );
           //  選擇模型觀察矩陣
          gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);    
           //  重置模型觀察矩陣
          gl.glLoadIdentity();    
   
  gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION); 指明接下來的代碼將影響 projection matrix （投影矩陣），投影矩陣負責爲場景增長透視度。
   gl.glLoadIdentity(); 此方法至關於咱們手機的重置功能，它將所選擇的矩陣狀態恢復成原始狀態，調用  glLoadIdentity(); 以後爲場景設置透視圖。
  gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);   指明任何新的變換將會影響 modelview matrix （模型觀察矩陣）。
  gl.glFrustumf(-ratio, ratio, -1, 1, 1, 10); 此方法，前面4個參數用於肯定窗口的大小，然後面兩個參數分別是在場景中所能繪製深度的起點和終點。
• 
  

• 七、瞭解了上面兩個重寫方法的做用和功能以後，第三個方法 onDrawFrame 從字面上理解就知道此方法作繪製圖操做的。嗯，沒錯。在繪圖以前，須要將屏幕清除成前面所指定的顏色，清除嘗試緩存而且重置場景，而後就能夠繪圖了， 代碼以下：
  
  //  清除屏幕和深度緩存
  gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT  |  GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
  //  重置當前的模型觀察矩陣
  gl.glLoadIdentity();
   
• 八、Renderer 類在實現了上面的三個重寫以後，在程序入口中只須要調用
  
  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);
      }
   
  便可將咱們繪製的圖形顯示出來。

下面分享一段使用Renderer類繪製的三角形和四邊形的代碼：

 

OpenGL 參考代碼

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 ;
    
     // 三角形的一個頂點
     private  IntBuffer triggerBuffer = IntBuffer.wrap( new   int []{
             0 ,one, 0 ,      // 上頂點
             - one, - one, 0 ,     // 左頂點
            one, - one, 0      // 右下點
    });
    
     // 正方形的四個頂點
     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
        
         //  清除屏幕和深度緩存
        gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT  |  GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
         //  重置當前的模型觀察矩陣
        gl.glLoadIdentity();


         //  左移 1.5 單位，並移入屏幕 6.0
        gl.glTranslatef( - 1.5f ,  0.0f ,  - 6.0f );
          // 設置旋轉
        gl.glRotatef(rotateTri,  0.0f ,  1.0f ,  0.0f );
        
         // 設置定點數組
        gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
         // 設置顏色數組
        gl.glEnableClientState(GL10.GL_COLOR_ARRAY);
        
        gl.glColorPointer( 4 , GL10.GL_FIXED,  0 , colorBuffer);
         //  設置三角形頂點
        gl.glVertexPointer( 3 , GL10.GL_FIXED,  0 , triggerBuffer);
         // 繪製三角形
        gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLES,  0 ,  3 );
        
        gl.glDisableClientState(GL10.GL_COLOR_ARRAY);
        
         // 繪製三角形結束
        gl.glFinish();
        
         /** ******************** */
         /*  渲染正方形  */
         //  重置當前的模型觀察矩陣
        gl.glLoadIdentity();
        
         //  左移 1.5 單位，並移入屏幕 6.0
        gl.glTranslatef( 1.5f ,  0.0f ,  - 6.0f );
        
         //  設置當前色爲藍色
        gl.glColor4f( 0.5f ,  0.5f ,  1.0f ,  1.0f );
         // 設置旋轉
        gl.glRotatef(rotateQuad,  1.0f ,  0.0f ,  0.0f );
        
         // 設置和繪製正方形
        gl.glVertexPointer( 3 , GL10.GL_FIXED,  0 , quateBuffer);
        gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP,  0 ,  4 );
        
         // 繪製正方形結束
        gl.glFinish();

         // 取消頂點數組
        gl.glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
        
         // 改變旋轉的角度
        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;
         // 設置OpenGL場景的大小
        gl.glViewport( 0 ,  0 , width, height);
         // 設置投影矩陣
        gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
         // 重置投影矩陣
        gl.glLoadIdentity();
         //  設置視口的大小
        gl.glFrustumf( - ratio, ratio,  - 1 ,  1 ,  1 ,  10 );
         //  選擇模型觀察矩陣
        gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);    
         //  重置模型觀察矩陣
        gl.glLoadIdentity();    
        
    }

    @Override
     public   void  onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
         //  TODO Auto-generated method stub
         //  啓用陰影平滑
        gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);
        
         //  黑色背景
        gl.glClearColor( 0 ,  0 ,  0 ,  0 );
        
         //  設置深度緩存
        gl.glClearDepthf( 1.0f );                            
         //  啓用深度測試
        gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);                        
         //  所做深度測試的類型
        gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);                            
        
         //  告訴系統對透視進行修正
        gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL10.GL_FASTEST);
    }

}

轉載：http://terryblog.blog.51cto.com/1764499/346996/