音视频直播技术--视频渲染之EGL

前言

我们在Andriod系统下做视频渲染时要使用 OpengGL ES, 而使用 OpengGL ES 就不得不提到 EGL。那么EGL是什么呢？它又在渲染时起到什么作用呢？今天我就给大家介绍一下 EGL.

什么是EGL

EGL是一套用于管理绘制Surface的API。它的运行机制如下：

• 与系统的本地窗口进行通信。
• 查询绘制Surface的有效类型与配置。
• 创建绘制的Surface。
• 创建Context来管理渲染资源，如OpenGL ES 的 Shader 数组数据。
• 将 OpengGL ES 渲染的数据输出到 Surface中，并最终将 Surface中的内容输出到本地窗口。

下图展示了 EGL 在视频渲染中的作用：

• Display(EGLDisplay) 是对实际显示设备的抽象。
• Surface（EGLSurface）是对用来存储图像的内存区域FrameBuffer的抽象，包括Color Buffer, Stencil Buffer ,Depth Buffer.
• Context (EGLContext) 存储OpenGL ES绘图的一些状态信息及Shader数组数据。

使用 EGL 的步骤

可以把 EGL 看作是 OpenGL ES 与 本地窗口系统之间的胶水层。使用EGL需按如下步聚操作：

获取EGLDisplay对象

在EGL能够确定什么类型的会制Surface或底层系统的其它特性之前，需要先与系统窗口建立通信。EGL提供了一个类型EGLDisplay，它封装了所有操作本地窗口的API。使用EGL时，第一步操作就是创建并初始化与EGLDisplay的连接。下面是连接EGLDisplay的具体函数：

EGLDisplay eglGetDisplay(EGLNativeDisplayType display_id);

初始化与EGL之间的连接

EGL成功与EGLDisplay连接后，需要初始化EGL，调用eglInitialize函数完这成这个作务。函数如下：

EGLBoolean eglInitialize(
        EGLDisplay display,
        int[] major,
        int majorOffset,
        int[] minor,
        int minorOffset
);

eglInitialize函数初始化EGL的内部数据结构，如果EGL初始化失败，就会返回EGL_FALSE。

获取EGLConfig对象

EGL初始化完成后，我们就可以获取渲染Surfaces的类型和配置了。EGLConfig包括所有关于Surface的配置信息。这些信息包括可用颜色数，与配置相关的额外缓冲区（如深度和模板缓冲），Surface的类型和众多的其他特点。函数如下：

boolean eglChooseConfig(
        EGLDisplay display,
        int[] attrib_list,
        int attrib_listOffset,
        EGLConfig[] configs,
        int configsOffset,
        int config_size,
        int[] num_config,
        int num_configOffset
);

创建EGLContext实例

EGLContext结构内部包含OpenGL ES 2所有的状态及所需的操作。例如，它包含引用到顶点和片段着色器的数组数据。在OpenGL ES 2可以绘制之前，需要先创建好EGLContext。函数如下：

EGLContext eglCreateContext(
        EGLDisplay display,
        EGLConfig config,
        EGLContext share_context,
        int[] attrib_list,
        int offset
);

创建EGLSurface实例

创建完EGLConfig后，可根据EGLConfig创建EGLSurface。EGLSurface相当于一块画布（一块内存空间），用户想绘制的信息首先都要先绘制到EGLSurface上。

EGLSurface eglCreateWindowSurface(
        EGLDisplay dpy,
        EGLConfig config,
        Object win,
        int[] attrib_list,
        int offset
);

连接EGLContext和EGLSurface

通过上面的步骤，我们已经有了 EGLContext 和 EGLSurface 对象。下面我们需要将二者关联在一起，这样 EGL 就可以控制 OpenGL ES 从 EGLContext 读取 shader 数据，并向 EGLSurface 中绘制内容了。

boolean eglMakeCurrent(
        EGLDisplay dpy,
        EGLSurface draw,
        EGLSurface read,
        EGLContext ctx
);

使用GL指令绘制图形

EGL将EGLSurface中的内容通过 EGLDisplay 输出到本地窗口上。

boolean eglSwapBuffers(
        EGLDisplay dpy,
        EGLSurface surface
);

断开并释放与EGLSurface关联的EGLContext对象

使用 eglMakeCurrent 函数，将 EGLSurface 和 EGLContext 分别设置为 EGL14.EGL_NO_SURFACE 和 EGL14.EGL_NO_CONTEXT，这样就将两者的关系断开了。

eglMakeCurrent(
          mEGLDisplay,
          EGL14.EGL_NO_SURFACE, 
          EGL14.EGL_NO_SURFACE,
          EGL14.EGL_NO_CONTEXT
);

删除EGLSurface对象

boolean eglDestroySurface(
        EGLDisplay dpy,
        EGLSurface surface
);

删除EGLContext对象

boolean eglDestroyContext(
        EGLDisplay dpy,
        EGLContext ctx
);

终止与EGLDisplay之间的连接

boolean eglTerminate(
        EGLDisplay dpy
);