NDK开发（十）：Hello OpenGLES3

103style

发布于 2022-12-19 13:38:58

4040

发布于 2022-12-19 13:38:58

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本文操作以 Android Studio 3.5 版本为例

NDK开发文章汇总

功能介绍

参考 OpenGL ES 3.0 Hello_Triangle 通过 JNI 调用 OpenGL ES 3.0 绘制三角形并改变背景色。

Demo源码链接

相关资料：OpenGL ES 3.0 相关介绍汇总

创建及配置工程

创建一个新工程，在 Choose your project 时选择 native c++ 模板。

在 AndroidManifest 中添加Open GL ES版本声明：

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.lxk.hellogles3">

    <uses-feature
        android:glEsVersion="0x00030000"
        android:required="true" />

    <application
        ....
    </application>

</manifest>

修改 native-lib.cpp 为 native-gles3.cpp。

修改CMakeLists.txt 为以下内容:

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

##官方标准配置
set(CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} -Wall")
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -std=c++11 -fno-rtti -fno-exceptions -Wall")

add_library(native-gles3
        SHARED
        native-gles3.cpp)

if (${ANDROID_PLATFORM_LEVEL} LESS 11)
    message(FATAL_ERROR "OpenGL 2 is not supported before API level 11 (currently using ${ANDROID_PLATFORM_LEVEL}).")
    return()
elseif (${ANDROID_PLATFORM_LEVEL} LESS 18)
    add_definitions("-DDYNAMIC_ES3")
    set(OPENGL_LIB GLESv2)
else ()
    set(OPENGL_LIB GLESv3)
endif (${ANDROID_PLATFORM_LEVEL} LESS 11)

target_link_libraries(native-gles3
        android
        EGL
        ${OPENGL_LIB}
        log)

创建修改相关 java 文件（MainActivity、GLSurfaceView、Renderer）。 GLSurfaceView 一定要调用 setEGLContextClientVersion(3); 设置 OpenGL ES 的版本。

修改JNI代码实现功能逻辑

导入相关头文件：

#include <jni.h>
#include <string>

#include <GLES3/gl3.h>
#include <GLES3/gl3ext.h>

#include <android/log.h>
#include "LogUtils.h"

LogUtils.h

选中 GLES3Render 中报红的 native 方法，按 alt + enter 快速创建 C 方法。

编写 顶点着色器 和 片段着色器 源码：

/**
 * 顶点着色器源码
 */
auto gl_vertexShader_source =
        "#version 300 es\n"
        "layout(location = 0) in vec4 vPosition;\n"
        "void main() {\n"
        "   gl_Position = vPosition;\n"
        "}\n";
/**
 * 片段着色器源码
 */
auto gl_fragmentShader_source =
        "#version 300 es\n"
        "precision mediump float;\n"
        "out vec4 fragColor;\n"
        "void main() {\n"
        "   fragColor = vec4(1.0,1.0,0.0,1.0);\n"
        "}\n";

编写编译着色器源码的方法：

/**
 * 编译着色器源码
 * @param shaderType 着色器类型
 * @param shaderSource  源码
 * @return
 */
GLuint compileShader(GLenum shaderType, const char *shaderSource) {
    //创建着色器对象
    GLuint shader = glCreateShader(shaderType);
    if (!shader) {
        return 0;
    }
    //加载着色器源程序
    glShaderSource(shader, 1, &shaderSource, nullptr);
    //编译着色器程序
    glCompileShader(shader);

    //获取编译状态
    GLint compileRes;
    glGetShaderiv(shader, GL_COMPILE_STATUS, &compileRes);

    if (!compileRes) {
        //获取日志长度
        GLint infoLen = 0;
        glGetShaderiv(shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLen);

        if (infoLen > 0) {
            char *infoLog = static_cast<char *>(malloc(sizeof(char) * infoLen));
            //获取日志信息
            glGetShaderInfoLog(shader, infoLen, nullptr, infoLog);
            LOGE("compile shader error : %s", infoLog);
            free(infoLog);
        }
        //删除着色器
        glDeleteShader(shader);
        return 0;
    }
    return shader;
}

编写链接着色器程序的代码：

/**
 * 链接着色器程序
 */
GLuint linkProgram(GLuint vertexShader, GLuint fragmentShader) {
    //创建程序
    GLuint programObj = glCreateProgram();
    if (programObj == 0) {
        LOGE("create program error");
        return 0;
    }
    //加载着色器载入程序
    glAttachShader(programObj, vertexShader);
    glAttachShader(programObj, fragmentShader);

    //链接着色器程序
    glLinkProgram(programObj);

    //检查程序链接状态
    GLint linkRes;
    glGetProgramiv(programObj, GL_LINK_STATUS, &linkRes);

    if (!linkRes) {//链接失败
        //获取日志长度
        GLint infoLen;
        glGetProgramiv(programObj, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLen);
        if (infoLen > 1) {
            //获取并输出日志
            char *infoLog = static_cast<char *>(malloc(sizeof(char) * infoLen));
            glGetProgramInfoLog(programObj, infoLen, nullptr, infoLog);
            LOGE("Error link program : %s", infoLog);
            free(infoLog);
        }
        //删除着色器程序
        glDeleteProgram(programObj);
        return 0;
    }
    return programObj;
}

在Java_com_lxk_hellogles3_GLES3Render_surfaceChanged中编译链接着色器程序：

/**
 * 着色器程序
 */
GLuint program;

extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_lxk_hellogles3_GLES3Render_surfaceChanged(JNIEnv *env, jobject thiz, jint w, jint h) {
    printGLString("Version", GL_VERSION);
    printGLString("Vendor", GL_VENDOR);
    printGLString("Renderer", GL_RENDERER);
    printGLString("Extension", GL_EXTENSIONS);

    LOGD("surfaceChange(%d,%d)", w, h);

    //编译着色器源码
    GLuint vertexShader = compileShader(GL_VERTEX_SHADER, gl_vertexShader_source);
    GLuint fragmentShader = compileShader(GL_FRAGMENT_SHADER, gl_fragmentShader_source);
    //链接着色器程序
    program = linkProgram(vertexShader, fragmentShader);

    if (!program) {
        LOGE("linkProgram error");
        return;
    }

    //设置程序窗口
    glViewport(0, 0, w, h);
}

设置三角形的顶点坐标数组：

/**
 * 顶点坐标
 */
const GLfloat vVertex[] = {
        0.0f, 0.5f, 0.0f,
        -0.5f, -0.5f, 0.0f,
        0.5f, -0.5f, 0.0f
};

设置 RGB颜色值：

static float r;
static float g;
static float b;

/**
 * 修改背景颜色
 */
void changeBg() {
    r += 0.01f;
    if (r > 1.0f) {
        g += 0.01f;
        if (g > 1.0f) {
            b += 0.01f;
            if (b > 1.0f) {
                r = 0.01f;
                g = 0.01f;
                b = 0.01f;
            }
        }
    }
}

在Java_com_lxk_hellogles3_GLES3Render_drawFrame中绘制三角形以及改变背景色：

/**
 * 顶点属性索引
 */
GLuint vertexIndex = 0;

extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_lxk_hellogles3_GLES3Render_drawFrame(JNIEnv *env, jobject thiz) {
    //改变颜色值
    changeBg();

    glClearColor(r, g, b, 1.0f);
    //清空颜色缓冲区
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

    //设置为活动程序
    glUseProgram(program);

    //加载顶点坐标
    glVertexAttribPointer(vertexIndex, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vVertex);   
    //启用通用顶点属性数组
    glEnableVertexAttribArray(vertexIndex);
    //绘制三角形
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
    //禁用通用顶点属性数组
    glDisableVertexAttribArray(vertexIndex);
}

运行程序

效果图如下：