Android OpenGL ES 应用(一)

最新推荐文章于 2025-06-19 08:00:00 发布

Birds2018

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分类专栏： Android 技术研究文章标签： opengl 3d android 图形图像

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/birdsaction/article/details/40651505

Android 技术研究专栏收录该内容

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本文介绍了OpenGL作为3D标准的特性及其在Android平台上的应用，包括如何判断设备是否支持OpenGL 2.0、扩展Android的GLSurfaceView类进行图像绘制、封装处理方法、编写顶点着色器和片段着色器、编译和关联OpenGL脚本，以及验证程序错误的过程。最终展示了一个简单的正方形渲染结果。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

OpenGL已经成了3D的一个"标准" 因为它能跨平台，接口也比较丰富，几乎大部分的手机3D游戏都和OpenGL有关系。

当然还有微软有direct X 但只能在微软平台上使用。

OpenGL底层是c/c++实现，JAVA中使用都是用封装好的类库。Android提供了以下几个接口包可使用，基本能达到3D技术的要求。

Android平台用OpenGL ES 这个子集来处理图像，现在OpenGL ES基本用2.0的了，很少再用1.0的，3.0还未流行起来。

首先编写判断Android设备是否支持OpenGL 2.0.

GLHelper.java加入一个判断是否支持2.0版本的代码方法。

public static boolean enableOpenGL2(Activity act) {
		
		final ActivityManager mg = (ActivityManager) act.getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
		ConfigurationInfo configuration = mg.getDeviceConfigurationInfo();
		boolean b = configuration.reqGlEsVersion >= 0x20000);
		return b;
	}

我们需要扩展 android.opengl.GLSurfaceView 这个类，让图像绘制在SurfaceView上面，看看源码发现这个类其实是扩展了SurfaceView做了写封装。

public class MyOpenGLView extends GLSurfaceView { //这个类就先空着，这一次没有太多的代码


	public MyOpenGLView(Context context) {
		super(context);
	}

	public MyOpenGLView(Context context, AttributeSet attrs) {
		super(context, attrs);
	}

}

我们把处理的各种方法封装一下。

public class GLData {

	public GLData() {
	}

	public static float[] singelTriangles = { //定义了2个三角形，组成了一个正方形，因为openGL ES只能是点，线和三角形
			-0.3f, -0.3f, 
			 0.3f, 0.3f, 
			-0.3f, 0.3f, 
			-0.3f, -0.3f,
			 0.3f, -0.3f, 
			 0.3f, 0.3f

	};

}

OpenGL ES在Android的坐标系是 [-1,1]的区间内

编写2个简单的顶点着色器和片段做色器。

public class GLScript {

	public GLScript() {
	}
	
	public static final String vertex1 = "attribute vec4 mPosition;\n" +
			"void main()\n" +
			"{\n" +
				"gl_Position=mPosition;\n " +
			"}\n";

	public static final String fragment1 = "precision mediump float;\n" +
			"uniform vec4 mColor;\n" +
			"void main(){ gl_FragColor=mColor;\n}";
	
}

vec4 mPosition 这个表示定义了一个4分量(x,y,z,w)的顶点，然后付给gl_Position 内置的变量中，OpenGL会编译并且自动处理。

vec4 mColor 这个表示定义了一个颜色分量RGBA,最后一个是透明度,即是 红绿蓝.

脚本语言是OpenGL ES的核心，很多的渲染效果都需要脚本处理。

GLHelper.java添加编译脚本的代码方法.

	public static int compileScript(int type, String script){
		int objID  = GLES20.glCreateShader(type); //创建一个着色器对象,TYPE表示顶点着色器和片段着色器
		if (objID == 0) { //0表示有错误
		    return 0;
		}
		GLES20.glShaderSource(objID, script); //把脚本代码传给OpenGL 引擎
		GLES20.glCompileShader(objID); //开始编译
		int[] status = new int[1];
		GLES20.glGetShaderiv(objID, GLES20.GL_COMPILE_STATUS, status, 0); //看看编译结果是否有错误。
		Log.d("OPENGL","compileScript status info:" + GLES20.glGetShaderInfoLog(objID));
		if (status[0] == 0) {
			GLES20.glDeleteShader(objID);//有错误我们删除这个对象。
			Log.e("OPENGL", "Error Compile Script:" + script);
			return 0;
		}
		return objID;
	}

如果编译成功我们开始关联OpenGL ES程序。

	public static int linkGL(){
		int programId = GLES20.glCreateProgram();//创建一个程序
		if (programId == 0) {
		   Log.e("OPENGL", "Error Create Link Program");
		   return 0;
		}
		return programId;
	}
	
	public static int linkAttach(int vertexsharder,int fragmentsharder){
		int programId = linkGL();
		GLES20.glAttachShader(programId, vertexsharder); //和着色器进行关联
		GLES20.glAttachShader(programId, fragmentsharder);//和着色器进行关联
		GLES20.glLinkProgram(programId); //把program链接起来
		int status[] = new int[1];
		GLES20.glGetProgramiv(programId, GLES20.GL_LINK_STATUS, status, 0); //这地方一样是检查是否有错误发生。
		Log.d("OPENGL","linkAttach link status is " + GLES20.glGetProgramInfoLog(programId));
		if (status[0] == 0) {
			Log.e("OPENGL","link status is error.");
			GLES20.glDeleteProgram(programId);
			return 0;
		}
		return programId;
	}

最后我们验证程序是否有错误

	public static boolean checkProgram(int programId){
		GLES20.glValidateProgram(programId);
		int status[] = new int[1];
		GLES20.glGetProgramiv(programId,GLES20.GL_VALIDATE_STATUS, status,0);
		if (status[0] == 0) {
			Log.e("OPENGL","program is error");
			return false;
		}
		return true;
	}

以上代码都写在 GLHelper.java中,

我们把代码加入到渲染类中Renderer

渲染类

public class MyOpenGLRenderer implements Renderer {
	
	public static FloatBuffer verDataBuffer;
	int colorLocation ;
	int positionLocation ;

	public MyOpenGLRenderer() {
		// 申请直接内存空间，并使用native字节序列
		verDataBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(4 * GLData.singelTriangles.length)
				.order(ByteOrder.nativeOrder())
				.asFloatBuffer();
		
		verDataBuffer.put(GLData.singelTriangles);  //这是一个正方形，等会贴代码。
	}

	@Override
	public void onDrawFrame(GL10 arg0) { //这个方法会不断的重绘
		GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
		GLES20.glUniform4f(colorLocation, 0f, 0f, 0F, 0f); //这里是黑色，颜色将传入给<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">colorLocation</span>
		GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, 6);//画三角形，有6个顶点 所以从0,6开始
	}

	@Override
	public void onSurfaceChanged(GL10 arg0, int w, int h) {
		GLES20.glViewport(0, 0, w, h);
	}

	@Override
	public void onSurfaceCreated(GL10 arg0, EGLConfig arg1) {
		GLES20.glClearColor(1F, 1F, 1F, 0.0F); //下面的代码都是组织起来用我们编写的GLHelper类.
		int vertexsharder = GLHelper.compileScript(GLES20.GL_VERTEX_SHADER, GLScript.vertex1);
		int fragmentsharder = GLHelper.compileScript(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER, GLScript.fragment1);
		int programId = GLHelper.linkAttach(vertexsharder, fragmentsharder);
		boolean isOK = GLHelper.checkProgram(programId);
		if (isOK) {
			Log.d("","start draw..............");
		 GLES20.glUseProgram(programId); //我们开始使用这个程序
		 colorLocation = GLES20.glGetUniformLocation(programId, "mColor");//获得变量位置，可以理解为内存地址，OpenGL 将为在这个地址中取数据
		 positionLocation = GLES20.glGetAttribLocation(programId, "mPosition");
		 verDataBuffer.position(0);//数据开始端读取
		 GLES20.glVertexAttribPointer(positionLocation, 2, GLES20.GL_FLOAT, false, 0, verDataBuffer);//这个地方把顶点数据与变量关联起来
		 GLES20.glEnableVertexAttribArray(positionLocation);//这地方使得能够使用顶点数组
	   }
	}
}

最后Activity部分代码.

	private MyOpenGLView gLView;
	private boolean openGLEnable;

	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		if (GLHelper.enableOpenGL2(this)) {
			openGLEnable = true;
		}
		Log.d("","OpenGL is Enable:" + openGLEnable);
		gLView = new MyOpenGLView(this);
		gLView.setEGLContextClientVersion(2);//可以使用OpenGL ES 2.0
		gLView.setRenderer(new MyOpenGLRenderer());
		setContentView(gLView);
	}

运行结果很简单就是中间一个正方形。

OpenGL ES入门相对还是比较复杂的，因为函数的调用和平时用的JAVA,, C++ 库都不太一样

3D的东西复杂不仅仅是多了一个坐标Z，还有很多的渲染技术。

工程结构: