Android OpenGL ES开发初探
原创Android OpenGL ES开发初探
原创
一、什么是OpenGL ES？
网上介绍很多，这里不多讲，直接简单的讲，OpenGL是一个可以用来画二维或者三维图形库。而OpenGL ES呢，是OpenGL针对嵌入式设备搞的一个库，所以移动开发上用的基本上就是OpenGL ES了。
二、OpenGL ES的基本使用和一些概念
1. 版本
OpenGL ES 有几个版本，对于Android系统API，会有不同的要求。
OpenGL ES版本 | Android系统API |
|---|---|
OpenGL ES 1.0&1.1 | Android 1.0 以上 |
OpenGL ES 2.0 | Android 2.2以上 |
OpenGL ES 3.0 | Android 4.3以上 |
OpenGL ES 3.1 | Android 5.0以上 |
这里考虑到Android系统版本，选择OpenGL ES 2.0会是比较好。当然如果不考虑旧版本，使用3.0或者3.1更佳。
2. Android上OpenGL ES基本的类
(1) GLSurfaceView
OpenGL ES在Android开发上，是以GLSurfaceView为载体进行展示的（或者可以自己用SurfaceView实现一个，这里简单起见，直接用GLSurfaceView）。
基本使用：
GLSurfaceView glView = new GLSurfaceView (context);
// 注意，记得给它设置版本，这里用OpenGL ES 2.0，那就设置version =2；
glVIew.setEGLContextClientVersion(version);
// 重点，所有的绘制逻辑，基本全在这个Renderer里了；
glView.setRenderer(renderer);
// 这个看情况用，不一定需要用这个，但一般会这么用。
// RENDERMODE_WHEN_DIRTY意思是只有你执行requestRender方法才去渲染，会比较节省性能，否则默认隔断时间就进行渲染。
glVIew.setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_WHEN_DIRTY);关于GLSurfaceView的生命周期方法onResume和onPause分别在Activity的onResume和onPause分别调用。
(2) GLSurfaceView.Renderer
上面讲到，这个是GLSurfaceView的“灵魂”。基本上的各种特效和图形都是在这里写出来的。
Renderer这个东西，是个接口，有三个方法需要自己去实现它。按照初始的调用顺序来讲下这个三个方法
// 创建GLSurfaceView时回调的方法，主要做一些后面不会常用不变的字段进行初始化操作；
onSurfaceCreated(GL10 gl10, EGLConfig config);
// 回调包括GLSurfaceView大小的变化或屏幕横竖变换；
onSurfaceChanged(GL10 gl10, int width, int height);
// 看名字就知道，是绘制时会回调的方法，在这里做绘制逻辑；上面讲到requestRender，基本就是会来回调这个方法。
onDrawFrame(GL10 gl10);3. OpenGL中的各种坐标系
1. 屏幕坐标系
众所周知，Android屏幕坐标系是以左上角为原点，横为x轴，竖为y轴。
2. 顶点坐标系
和屏幕坐标系不太一样，OpenGL的顶点坐标是以中心为原点，横为x轴，竖为y轴，垂直于屏幕为z轴。轴的值范围都在-1, 1这个区间内。据说是做归一化处理，显卡计算起来会比较方便喔。
举个栗子，定义一个三角形坐标可以这样：
private static final float triangleCoords[] = {
0f, 1.0f, // top
-1.0f, 0f, // left bottom
1.0f, 0f // right bottom
};3. 纹理坐标系
同理，都不一样。OpenGL纹理的坐标系，是以左下角为原点，横为x轴，竖为y轴，轴的值范围都在0, 1这个区间内。
举个例子，定义一个图片纹理坐标可以这样：
private final float[] mTexCoordSrc ={
0.0f, 0.0f,
0.0f, 1.0f,
1.0f, 0.0f,
1.0f, 1.0f,
};4. 矩阵与屏幕
由于设备屏幕大小总会不一样，所以就存在需要将OpenGL绘制的东西的坐标与屏幕做一个投影映射。
OpenGL通过定义相机视图矩阵（V）、投影矩阵（P），通过进行矩阵相乘（转换矩阵MVP），使坐标正确地映射到Android设备的屏幕。
这里盗个图，理解起来会比较清楚：
举个栗子：
private float[] mMVPMatrix = new float[16]; // 转换矩阵
private float[] mViewMatrix = new float[16]; // 相机视图矩阵
private float[] mProjectionMatrix = new float[16]; // 投影矩阵
// ......省略
@Override
public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
// ......省略
Matrix.frustumM(mProjectionMatrix, 0, -ratio, ratio, -1, 1, 3, 7); // 投影矩阵->mProjectionMatrix，透视投影，正交投影用orthoM
Matrix.setLookAtM(mViewMatrix, 0,
0, 0, 0,
0, 0, 0,
0, 0, 0); // 设置相机->mViewMatrix
Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix, 0, mProjectionMatrix, 0, mViewMatrix, 0); // 转换矩阵->mMVPMatrix，这里做了乘法
}5. Shader
中文人称：着色器。用来描述如何定坐标和渲染。用了一种类C语言的编程语言来写。主要有顶点(vertex)着色器和片段(fragment)着色器两种。基本上都是写OpenGL和这个两个shader打交道，通过shader去告诉OpenGL ES库，你想画在哪、填充什么颜色等等。所以，简单讲Renderer里主要是描述了和shader“打交道”的逻辑。
举一个简单的栗子：
// vertex shader
attribute vec4 aPosition; // 顶点坐标
uniform mat4 uMatrix; // 上面那个mMVPMatrix传进来就是这个东西
void main(){
gl_Position = uMatrix * aPosition; // 最后算出最后的顶点坐标
}// fragment shader
precision mediump float;
uniform vec4 uColor; // 填充的颜色
void main() {
gl_FragColor = uColor;
}简单来讲，顶点着色器用来确定坐标，片段着色器用来填充颜色或者纹理的。
三、总结
- OpenGL就是一个画图用的库；
- 在Android上，OpenGL呈现的载体是
GLSurfaceView； - 使用shader语言去告诉OpenGL你要干嘛（画在什么位置和填充什么颜色或者纹理）；
原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
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