Android OpenGL ES基础

前言

此篇仅仅介绍一些概念，其他的内容，会在后面更新，后面内容会以仿抖音小视频项目形式进行介绍。

什么是OpenGL ES

OpenGL ：Open Graphics Library

• 图形领域的工业标准，是一套跨编程语言、跨平台的、专业的图形编程（软件）接口。它主要用于二维、三维图像，是一个功能强大，调用方便的底层图形库。
• 与硬件无关，可以在不同平台比如Android，Mac，Windows,IOS等之间进行移植

OpenGL ES(OpenGL for Embedded Systems)

• 针对手机、PDA和游戏主机等嵌入式设备而设计的OpenGL API子集

什么是EGL

EGL实际就是OpenGL和设备之间的中间件，OpenGL实际就是一个可跨平台的操作GPU的API，但是OpenGL需要和本地窗口进行交互，这时候就需要一个中间控制层来进行连接，而这个中间控制层就是EGL

OpenGL的绘制流程

首先需要获取顶点数据，然后将顶点数据传递给顶点着色器，顶点着色器根据这些顶点数据确定图元顶点位置
进行图元装配，在这一阶段，执行裁剪、透视分割和视口变换操作。
光栅化实际就是将一个图元变化成一个二维图像（片元），二维图像上每个点包含了颜色、深度和纹理信息。
光栅化实际就是将几何数据经过一系列变换后最终变换成像素，从而显示到设备上。本质其实就是坐标变换，几何离散化。

一句话概括就是将几何信息转换成一个个的栅格组成的图像的过程。
片元着色器处理光、阴影等对图像的影响，从而进行颜色填充，然后对每个片元进行处理，最后帧缓存。
实际OpenGL最终目的就是实现帧缓存。

OpenGL坐标系

• OpenGL世界坐标，取值范围[-1,1], 在OpenGL中用来确定形状的，顶点位置坐标就是按照这个坐标来给的
• 纹理坐标，取值范围[0,1]，在OpenGL进行纹理的操作，是根据这个坐标来操作的。
• Android屏幕坐标，取值范围[0,1]，根据设备屏幕的坐标，来显示OpenGL中的内容。

Shader着色器

• 着色器（Shader）是运行在GPU上的小程序
• 顶点着色器
  - 如何处理顶点、法线等数据的小程序
• 片元着色器
  - 如何处理光、阴影、遮挡、环境等等对物体表面的影响，最终生成一副图像的小程序

GLSL语言

• OpenGL SL（OpenGL Shading Language）OpenGL的着色语言，是一种类C语言，写法和风格和C类似。
• 在OpenGL中有顶点着色器和片元着色器。
• 顶点着色器是用于绘制顶点位置(VertexShader)

GLSL中的基础内容

• 数据类型

  • float 浮点型
  • vec2 含有两个浮点型数据的向量
  • vec4 含有四个浮点型数据的向量
  • sampler2D 2D纹理采样器（代表一层纹理）

• 修饰符

  • attribute 属性变量。只能用于顶点着色器中。 一般用该变量来表示一些顶点数据，如：顶点坐标、纹理坐标、颜色等。
  • uniforms 一致变量。在着色器执行期间一致变量的值是不变的。与const常量不同的是，这个值在编译时期是未知的是由着色器外部初始化的。
  • varying 易变变量。是从顶点着色器传递到片元着色器的数据变量。

• 内建函数

  • texture2D (采样器 坐标) 采样指定位置的纹理
    texture2D(采样器，采样点的坐标)

• 内建变量

  • 顶点着色器
    gl_Position vec4 顶点位置
  • 片元着色器
    gl_FragColor vec4 颜色

• 其他
  precision lowp 低精度
  precision mediump 中精度
  precision highp 高精度
  比如：precision mediump float; float数据是中精度的

  对GLSL语言想有更深入的了解，可看这篇文章OpenGL中shader的使用