Android多媒体之GLES2战记第六集--九层之台
Android多媒体之GLES2战记第六集--九层之台
张风捷特烈
发布于 2019-04-22 10:34:49
发布于 2019-04-22 10:34:49
九层之台，起于累土;千里之行，始于足下
第九副本：擎天之柱：
拿出草稿纸，自己画一画，抛开书本(发现那本书的画法思路不怎么样，不优雅) 咱们来自己算，自己画,该副本的代码在
shape/part,琐碎的小点就省去了 一路走到这里，套路基本上都一样，本文研究的只是图形画法,基本用法不会的就前补吧
1.第一关卡：GL_TRIANGLES画圆
图片立体圆裁剪.png
1.1：顶点的计算
顶点的计算.png
/**
* 初始化顶点坐标数据的方法
*
* @param r 半径
* @param splitCount 切分的份数
*/
public void initVertex(float r, int splitCount) {
float dθ = 360.0f / splitCount;//顶角的度数
vertexCount = 3 * splitCount;//顶点个数，共有n个三角形，每个三角形都有三个顶点
float[] vertices = new float[vertexCount * 3];//坐标数据
for (int v = 0, t = 0; v < vertexCount; v += 3, t += 3) {
int n = v / 3;
vertices[3 * v] = 0;//顶点坐标:p0
vertices[3 * v + 1] = 0;
vertices[3 * v + 2] = 0;
vertices[3 * v + 3] = r * cos(n * dθ);//顶点坐标:p1
vertices[3 * v + 4] = r * sin(n * dθ);
vertices[3 * v + 5] = 0;
vertices[3 * v + 6] = r * cos((n + 1) * dθ);//顶点坐标:p2
vertices[3 * v + 7] = r * sin((n + 1) * dθ);
vertices[3 * v + 8] = 0;
}
}1.2：贴图坐标的计算
贴图坐标计算.png
for (int v = 0, t = 0; v < vertexCount; v += 3, t += 3) {
int n = v / 3;
//顶点坐标计算同上, 略 ....
textures[2 * t] = 0.5f;//贴图：p0
textures[2 * t + 1] = 0.5f;
textures[2 * t + 2] = 0.5f + 0.5f * r * cos(n * dθ);//贴图：p1
textures[2 * t + 3] = 0.5f - 0.5f * r * sin(n * dθ);
textures[2 * t + 4] = 0.5f + 0.5f * r * cos((n + 1) * dθ);//贴图：p2
textures[2 * t + 5] = 0.5f - 0.5f * r * sin((n + 1) * dθ);
}2.第二关卡：圆柱侧面
旋转圆柱.gif
圆柱的点位计算.png
/**
* 圆柱侧面
* @param r 半径
* @param h 高度
* @param splitCount 切分的份数
*/
public void initVertex(float r, float h, int splitCount) {
float dθ = 360.0f / splitCount;
vertexCount = splitCount * 4 * 3;//顶点个数，共有3*splitCount*4个三角形，每个三角形都有三个顶点
//坐标数据初始化
float[] vertices = new float[vertexCount * 3];
float[] textures = new float[vertexCount * 2];//顶点纹理S、T坐标值数组
for (int v = 0, t = 0; v < vertexCount; v += 6, t += 6) {
int n = v / 6;
float x = r * cos(n * dθ);
float xNext = r * cos(n * dθ + dθ);
float z = -r * sin(n * dθ);
float zNext = -r * sin(n * dθ + dθ);
vertices[3 * v + 0] = x;//底部p0
vertices[3 * v + 1] = 0;
vertices[3 * v + 2] = z;
vertices[3 * v + 3] = xNext;//顶部p2
vertices[3 * v + 4] = h;
vertices[3 * v + 5] = zNext;
vertices[3 * v + 6] = x;//顶部p1
vertices[3 * v + 7] = h;//y
vertices[3 * v + 8] = z;//z
vertices[3 * v + 9] = x;//底部p0
vertices[3 * v + 10] = 0;
vertices[3 * v + 11] = z;
vertices[3 * v + 12] = xNext;//底部p3
vertices[3 * v + 13] = 0;//y
vertices[3 * v + 14] = zNext;//z
vertices[3 * v + 15] = xNext;//顶部p2
vertices[3 * v + 16] = h;//y
vertices[3 * v + 17] = zNext;//z
float s = n * dθ / 360.f;
float sNext = (n + 1) * dθ / 360.f;
textures[2 * t + 0] = s;//贴图：p0
textures[2 * t + 1] = 1;
textures[2 * t + 2] = sNext;//贴图：p2
textures[2 * t + 3] = 0;
textures[2 * t + 4] = s;//贴图：p1
textures[2 * t + 5] = 0;
textures[2 * t + 6] = s;//贴图：p0
textures[2 * t + 7] = 1;
textures[2 * t + 8] = sNext;//贴图：p3
textures[2 * t + 9] = 1;
textures[2 * t + 10] = sNext;//贴图：p2
textures[2 * t + 11] = 0;
}
//法向量数据初始化
float[] normals = new float[vertices.length];
for (int i = 0; i < vertices.length; i++) {
if (i % 3 == 1) {
normals[i] = 0;
} else {
normals[i] = vertices[i];
}
}
vertexBuffer = GLUtil.getFloatBuffer(vertices);
mNormalBuffer = GLUtil.getFloatBuffer(normals);
mTexCoorBuffer = GLUtil.getFloatBuffer(textures);
}
圆柱面.png
侧面旋转90°
旋转90°.png
3.第三关卡：圆柱的拼接
圆柱体.gif
3.1:移动和旋转的辅助方法MatrixStack
将MatrixStack在保存状态下重置，再进行变换操作，最后restore，感觉用着蛮不错的
/**
* 设置沿xyz轴移动 注意:本方法和restore联合使用
*
* @param x 移动的 x 分量
* @param y 移动的 y 分量
* @param z 移动的 z 分量
*/
public static void reTranslate(float[] target, float x, float y, float z) {
save();
reset();
Matrix.translateM(MatrixStack.getOpMatrix(), 0, target, 0,
x, y, z);
}
/**
* 设置沿(x,y,z)点旋转 注意:本方法和restore联合使用
*
* @param deg 角度
* @param x 旋转点的 x 分量
* @param y 旋转点的 y 分量
* @param z 旋转点的 z 分量
*/
public static void reRotate(float[] target, float deg, float x, float y, float z) {
save();
reset();
Matrix.rotateM(MatrixStack.getOpMatrix(), 0, target, 0,
deg, x, y, z);
}3.2:三块拼型：Cylinder.java
这个比较简单，圆和侧面都有了，拼起来就行了
/**
* 作者：张风捷特烈<br/>
* 时间：2019/1/16/016:19:22<br/>
* 邮箱：1981462002@qq.com<br/>
* 说明：圆柱类
*/
public class Cylinder extends RendererAble {
private final Circle mBottomCircle;//底圆
private final Circle mTopCircle;//顶圆
private final CylinderSide mCylinderSide;
private float mH;
/**
* @param context 上下文
* @param h 高
* @param r 底面半径
* @param splitCount 切割数
* @param textureIdX3 贴图id 上、下、周围贴图
*/
public Cylinder(Context context, float r, float h, int splitCount, int[] textureIdX3) {
super(context);
if (textureIdX3.length != 3) {
throw new IllegalArgumentException("the length of textureIdX3 must be 3");
}
mH = h;
mBottomCircle = new Circle(context, r, splitCount, textureIdX3[0]);
mTopCircle = new Circle(context, r, splitCount, textureIdX3[1]);
mCylinderSide = new CylinderSide(mContext, r, h, splitCount, textureIdX3[2]);
}
@Override
public void draw(float[] mvpMatrix) {
MatrixStack.reTranslate(mvpMatrix, 0, 0, mH);
mTopCircle.draw(MatrixStack.getOpMatrix());
MatrixStack.restore();
MatrixStack.reRotate(mvpMatrix, 90, 1, 0, 0);
mCylinderSide.draw(MatrixStack.getOpMatrix());
MatrixStack.restore();
mBottomCircle.draw(mvpMatrix);
}
}第十副本：钻天之锥：
其他立体图形的思路基本一致，就是寻找三角形坐标、贴图坐标、法向量坐标 其中法向量坐标是和光照相关的，这里暂时不讨论，后面光照会详细讨论 写了这么多感觉重复的代码很多，抽取了一个父类
EvnRender来做一些通用的事 它的孩子只需在意：三角形坐标、贴图坐标、法向量坐标三个数组即可
圆锥侧面.gif
1.第一关卡：GL_TRIANGLE_FAN绘制 三角形，拼合圆形
好处：顶点少 以前是：
3*splitCount,现在是splitCount+2
图片立体圆裁剪.png
image
/**
* 初始化顶点坐标数据的方法
*
* @param r 半径
* @param splitCount 切分的份数
*/
public void initVertex(float r, int splitCount) {
float dθ = 360.0f / splitCount;//顶角的度数
int vertexCount = splitCount + 2;//顶点个数，共有n个三角形，每个三角形都有三个顶点
float[] vertices = new float[vertexCount * 3];//坐标数据
float[] textures = new float[vertexCount * 2];//顶点纹理S、T坐标值数组
vertices[0] = 0;
vertices[1] = 0;
vertices[2] = 0;
textures[0] = 0.5f;
textures[1] = 0.5f;
for (int n = 1; n < vertexCount; n++) {
//顶点坐标
vertices[n * 3 + 0] = r * cos((n - 1) * dθ);//x
vertices[n * 3 + 1] = r * sin((n - 1) * dθ);//y
vertices[n * 3 + 2] = 0;//z
//纹理坐标
textures[2 * n] = 0.5f + 0.5f * cos((n - 1) * dθ);
textures[2 * n + 1] = 0.5f - 0.5f * sin((n - 1) * dθ);
}
}2.第二关卡：圆锥侧面方式一：GL_TRIANGLES
image
/**
* 初始化顶点
* @param r 半径
* @param h 高度
* @param splitCount 切分的份数
*/
public void initVertexData(float r, float h, int splitCount) {
float dθ = 360.0f / splitCount;
int vCount = splitCount * 3;//顶点个数，共有3*splitCount*4个三角形，每个三角形都有三个顶点
//坐标数据初始化
float[] vertices = new float[vCount * 3];
float[] textures = new float[vCount * 2];//顶点纹理S、T坐标值数组
float[] normals = new float[vertices.length];//法向量数组
for (int v = 0, t = 0; v < vCount; v += 3, t += 3) {
int n = v / 3;
float x = r * cos(n * dθ);
float xNext = r * cos(n * dθ + dθ);
float z = r * sin(n * dθ);
float zNext = r * sin(n * dθ + dθ);
//顶点坐标
vertices[3 * v + 0] = 0;//p0
vertices[3 * v + 1] = h;
vertices[3 * v + 2] = 0;
vertices[3 * v + 3] = x;//p1
vertices[3 * v + 4] = 0;
vertices[3 * v + 5] = z;
vertices[3 * v + 6] = xNext;//p2
vertices[3 * v + 7] = 0;
vertices[3 * v + 8] = zNext;
//纹理坐标
float s = n * dθ / 360.f;
float sNext = (n + 1) * dθ / 360.f;
textures[2 * t + 0] = 0.5f;//p0
textures[2 * t + 1] = 0f;
textures[2 * t + 2] = s;//p1
textures[2 * t + 3] = 1f;
textures[2 * t + 4] = sNext;//p2
textures[2 * t + 5] = 1f;
}
}3.第三关卡：圆锥侧面方式二：GL_TRIANGLE_FAN
省顶点，而且写起来简单
/**
* 初始化顶点
*
* @param r 半径
* @param h 高度
* @param splitCount 切分的份数
*/
public void initVertexData(float r, float h, int splitCount) {
float dθ = 360.0f / splitCount;
int vCount = splitCount + 2;//顶点个数，共有3*splitCount*4个三角形，每个三角形都有三个顶点
//坐标数据初始化
float[] vertices = new float[vCount * 3];
float[] textures = new float[vCount * 2];//顶点纹理S、T坐标值数组
float[] normals = new float[vertices.length];//法向量数组
//顶点坐标
vertices[0] = 0;//p0
vertices[1] = h;
vertices[2] = 0;
textures[0] = 0.5f;//p0
textures[1] = 0f;
for (int n = 1; n < vCount; n++) {
float x = r * cos(n * dθ);
float z = r * sin(n * dθ);
//顶点坐标
vertices[3 * n + 0] = x;//p1
vertices[3 * n + 1] = 0;
vertices[3 * n + 2] = z;
//纹理坐标
float s = n * dθ / 360.f;
textures[2 * n + 0] = s;//p1
textures[2 * n + 1] = 1f;
}
}4.第三关卡：拼接圆锥
圆锥拼合.png
/**
* 作者：张风捷特烈<br/>
* 时间：2019/1/16/016:19:22<br/>
* 邮箱：1981462002@qq.com<br/>
* 说明：圆锥类
*/
public class Cone extends RenderAble {
private CircleFanEvn mBottomCircleTris;//底圆
private ConeSideFanEvn mConeSide;//侧面
private float mH;
/**
* @param context 上下文
* @param h 高
* @param r 底面半径
* @param splitCount 切割数
* @param textureIdX2 贴图id 下、周围贴图
*/
public Cone(Context context, float r, float h, int splitCount, int[] textureIdX2) {
super(context);
if (textureIdX2.length != 2) {
throw new IllegalArgumentException("the length of textureIdX3 must be 2");
}
mH = h;
mBottomCircleTris = new CircleFanEvn(context, textureIdX2[0], r, splitCount);
mConeSide = new ConeSideFanEvn(context, textureIdX2[1], r, h,splitCount);
}
@Override
public void draw(float[] mvpMatrix) {
MatrixStack.reRotate(mvpMatrix, 90, 1, 0, 0);
mConeSide.draw(MatrixStack.getOpMatrix());
MatrixStack.restore();
mBottomCircleTris.draw(mvpMatrix);
}
}
圆锥拼合.gif
第十一副本： 立方之魔
封装立方，拼合魔方
魔方.gif
1.第一关卡：面封装
image
/**
* 作者：张风捷特烈<br/>
* 时间：2019/1/17/017:11:28<br/>
* 邮箱：1981462002@qq.com<br/>
* 说明：与Y轴组成的面
*/
public class RectangleEvn extends EvnRender {
public RectangleEvn(Context context, int tId, float x, float y, float z) {
super(context, tId, GLES20.GL_TRIANGLE_STRIP);
initVertex(x, y, z);
}
private void initVertex(float x, float y, float z) {
int vertexCount = 4;//顶点个数，共有n个三角形，每个三角形都有三个顶点
float[] vertices = new float[vertexCount * 3];//坐标数据
float[] textures = new float[vertexCount * 2];//顶点纹理S、T坐标值数组
float[] normals = new float[vertices.length];
//顶点坐标
vertices[0] = 0;//p0
vertices[1] = 0;
vertices[2] = 0;
vertices[3] = 0;//p1
vertices[4] = y;
vertices[5] = 0;
vertices[6] = x;//p3
vertices[7] = 0;
vertices[8] = z;
vertices[9] = x;//p2
vertices[10] = y;
vertices[11] = z;
//贴图坐标
textures[0] = 0;//p0
textures[1] = 1;
textures[2] = 0;//p1
textures[3] = 0;
textures[4] = 1;//p3
textures[5] = 1;
textures[6] = 1;//p2
textures[7] = 0;
init(vertices, textures, normals);
}
}2.第二关卡：封装立方
立方贴图.gif
/**
* 作者：张风捷特烈<br/>
* 时间：2019/1/9 0009:20:09<br/>
* 邮箱：1981462002@qq.com<br/>
* 说明：贴图立方
*/
public class Cube3d extends RenderAble {
private final RectangleEvn mRectA;
private final RectangleEvn mRectB;
private final RectangleEvn mRectD;
private final RectangleEvn mRectC;
private final RectangleEvn mRectE;
private final RectangleEvn mRectF;
private float rate;
private float mX;
private float mY;
private float mZ;
public Cube3d(Context context, float x, float y, float z, int[] textureIdX6) {
super(context);
if (textureIdX6.length != 6) {
throw new IllegalArgumentException("the length of textureIdX3 must be 6");
}
mX = x;
mY = y;
mZ = z;
mRectA = new RectangleEvn(mContext, textureIdX6[0], 0, y, z);
mRectB = new RectangleEvn(mContext, textureIdX6[1], 0, y, z);
mRectC = new RectangleEvn(mContext, textureIdX6[2], 0, y, z);
mRectD = new RectangleEvn(mContext, textureIdX6[3], 0, y, z);
mRectE = new RectangleEvn(mContext, textureIdX6[4], 0, y, z);
mRectF = new RectangleEvn(mContext, textureIdX6[5], 0, y, z);
}
@Override
public void draw(float[] mvpMatrix) {
mRectA.draw(mvpMatrix);
MatrixStack.reTranslate(mvpMatrix, 0, 0, mZ);
MatrixStack.rotate(90, 0, 1, 0);
mRectB.draw(MatrixStack.getOpMatrix());
MatrixStack.restore();
MatrixStack.reTranslate(mvpMatrix, mX, 0, 0);
MatrixStack.rotate(90, 0, -1, 0);
mRectD.draw(MatrixStack.getOpMatrix());
MatrixStack.restore();
MatrixStack.reTranslate(mvpMatrix, 0, 0, 0);
MatrixStack.rotate(-90, 0, 0, 1);
MatrixStack.translate(0, 0, mZ);
MatrixStack.rotate(180, 0, 1, 0);
mRectF.draw(MatrixStack.getOpMatrix());
MatrixStack.restore();
MatrixStack.reTranslate(mvpMatrix, 0, mY, 0);
MatrixStack.rotate(-90, 0, 0, 1);
mRectE.draw(MatrixStack.getOpMatrix());
MatrixStack.restore();
MatrixStack.reTranslate(mvpMatrix, mX, 0, mZ);
MatrixStack.rotate(-180, 0, 1, 0);
mRectC.draw(MatrixStack.getOpMatrix());
MatrixStack.restore();
}
public void setRate(float rate) {
this.rate = rate;
}
}3.第三关卡：拼合魔方
魔方.gif
---->[WorldShape#draw]----------
//立方的偏移数组
mTrans = new float[]{
0, 0, 0,
0, 0, 0.5f,
0, 0, -0.5f,
0, 0.5f, 0,
0, 0.5f, 0.5f,
0, 0.5f, -0.5f,
0.5f, 0.5f, 0,
0.5f, 0.5f, 0.5f,
0.5f, 0.5f, -0.5f,
0.5f, 0f, 0,
0.5f, 0f, 0.5f,
0.5f, 0f, -0.5f,
0.5f, -0.5f, 0,
0.5f, -0.5f, 0.5f,
0.5f, -0.5f, -0.5f,
0f, -0.5f, 0,
0f, -0.5f, 0.5f,
0f, -0.5f, -0.5f,
-0.5f, -0.5f, 0,
-0.5f, -0.5f, 0.5f,
-0.5f, -0.5f, -0.5f,
-0.5f, 0f, 0,
-0.5f, 0f, 0.5f,
-0.5f, 0f, -0.5f,
-0.5f, 0.5f, 0,
-0.5f, 0.5f, 0.5f,
-0.5f, 0.5f, -0.5f,
};
---->[WorldShape#draw]----------
for (int i = 0; i < mTrans.length / 3; i++) {
MatrixStack.reTranslate(mvpMatrix, mTrans[3 * i], mTrans[3 * i + 1], mTrans[3 * i + 2]);
mCube3d.draw(MatrixStack.getOpMatrix());
MatrixStack.restore();
}第十二副本： GLES2战记下季预告
到此，我们已经可以对OpenGL的世界有了简单的认识，如果你和我一路走来 相信你的运算能力和代码控制力以及学习能力都会有一定的提高，之后的路还要自己去走 第一季到此结束：
九层之台，起于累土;千里之行，始于足下,切莫眼高手低 下一季(如果有的话)我们再见，临走，丢几个图...自己实现去。
接下来继续原来的多媒体路线。
圆环面.gif
螺线管.gif
本文参与 腾讯云自媒体分享计划，分享自作者个人站点/博客。
原始发表：2019.04.14 ，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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