Android OpenGL 学习记录

最新推荐文章于 2025-03-05 15:38:15 发布

m0_37579906

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分类专栏：音视频部分

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一、Android中的OpenGL ES（v2.0）

EGL和OpenGL的关系

创建C++项目并导入OpenGL库

二、EGL创建流程

自定义SurfaceView并测试EGL环境

一、Android中的OpenGL ES（v2.0）

1、java层实现

2、java + C++实现

3、C++层实现

ES 其实应该算是封装了，不然怎么有一个libEGL.so ,再有libGLESv2.so 这些库呢？

EGL和OpenGL的关系

注：上面的关系不仅限于Android平台，IOS、Windows等其他平台也是一样的！

如上图 EGL 就是 surface 和 openGL的桥梁。

创建C++项目并导入OpenGL库

1、可以使用NDK

2、在CMakeLists.txt中导入OpenGL 相关的库

导入方式：

其作用：

EGL ： EGL环境相关的库

GLESv2 ：OpenGL ES 2.0的库

android ： ANativeWindow 相关库

二、EGL创建流程

1、得到默认的显示设备（就是窗口） -- eglGetDisplay

2、初始化默认显示设备 -- eglInitialize

3、设置显示设备的属性

4、从系统中获取对应属性的配置 -- eglChooseConfig

5、创建EglContext -- eglCreateContext

6、创建渲染的Surface -- eglCreateWindowSurface

7、绑定EglContext和Surface到显示设备中 -- eglMakeCurrent

8、刷新数据，显示渲染场景 -- eglSwapBuffers，这个函数的作用就是sureface里面的数据提交到显示设备上去。

int WlEglHelper::initEgl(EGLNativeWindowType window) {

    //1、得到默认的显示设备（就是窗口）
    mEglDisplay = eglGetDisplay(EGL_DEFAULT_DISPLAY);
    if(mEglDisplay == EGL_NO_DISPLAY)
    {
        LOGE("eglGetDisplay error");
        return -1;
    }
    //2、初始化默认显示设备
    EGLint *version = new EGLint[2];
    if(!eglInitialize(mEglDisplay, &version[0], &version[1]))
    {
        LOGE("eglInitialize error");
        return -1;
    }

    //3、设置显示设备的属性
    const EGLint attribs[] = {
            EGL_RED_SIZE, 8,
            EGL_GREEN_SIZE, 8,
            EGL_BLUE_SIZE, 8,
            EGL_ALPHA_SIZE, 8,
            EGL_DEPTH_SIZE, 8,
            EGL_STENCIL_SIZE, 8,
            EGL_RENDERABLE_TYPE, EGL_OPENGL_ES2_BIT,
            EGL_NONE
    };

    EGLint num_config;
    if(!eglChooseConfig(mEglDisplay, attribs, NULL, 1, &num_config))
    {
        LOGE("eglChooseConfig  error 1");
        return -1;
    }

    //4、从系统中获取对应属性的配置
    if(!eglChooseConfig(mEglDisplay, attribs, &mEglConfig, num_config, &num_config))
    {
        LOGE("eglChooseConfig  error 2");
        return -1;
    }

    //5、创建EglContext
    int attrib_list[] = {
            EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION, 2,
            EGL_NONE
    };

    mEglContext = eglCreateContext(mEglDisplay, mEglConfig, EGL_NO_CONTEXT, attrib_list);

    if(mEglContext == EGL_NO_CONTEXT)
    {
        LOGE("eglCreateContext  error");
        return -1;
    }

    //6、创建渲染的Surface
    mEglSurface = eglCreateWindowSurface(mEglDisplay, mEglConfig, window, NULL);
    if(mEglSurface == EGL_NO_SURFACE)
    {
        LOGE("eglCreateWindowSurface  error");
        return -1;
    }

    //7、绑定EglContext和Surface到显示设备中
    if(!eglMakeCurrent(mEglDisplay, mEglSurface, mEglSurface, mEglContext))
    {
        LOGE("eglMakeCurrent  error");
        return -1;
    }
    LOGD("egl init success! ");
    return 0;
}

int WlEglHelper::swapBuffers() {

    if(mEglDisplay != EGL_NO_DISPLAY && mEglSurface != EGL_NO_SURFACE)
    {    //刷新数据，显示渲染场景 -- eglSwapBuffers
        if(eglSwapBuffers(mEglDisplay, mEglSurface))
        {
            return 0;
        }
    }
    return -1;
}

重要变量：

1、EGLDisplay -- 显示设备

2、EGLSurface – 后端显示的surface（缓冲）

3、EGLContext – egl上下文

4、EGLConfig – egl配置

自定义SurfaceView并测试EGL环境

1、继承SurfaceView

2、得到surface

3、实例化EGL环境

4、在surface上面绘制颜色（OpenGL清屏）

EGL线程创建

surfaceCreate 只会掉用一次，surfaceChange 会在改变窗口大小的时候被调用，surfaceDraw 每次绘制的时候会调用。

三、OpenGL渲染流程

v_shader 、f_shader ：是着色器语言，就是字符串哈。v_shader 定点着色器，图像要在屏幕绘制的一个坐标；f_shader 纹理着色器。

OpenGL加载shader

vertex/fragment->加载->编译->链接->program

vertex_shader：

attribute vec2 a_position;
void main(){ 
    gl_Position = a_position;
}

注： attribute 关键字只能在vertex中使用， vec4表示包含四个浮点型的数据类型

gl_Position 是OpenGL里面内置的一个变量。表示定点的坐标。

片元着色器或者叫做纹理着色器 fragment_shader：

precision mediump float;

void main(){
    gl_FragColor = vec4(1f,0f,0f,1f);//红、绿、蓝、α
}

注： lowp：低精度

mediump：中等精度

highp：高等精度

加载流程

1、创建shader（着色器：顶点或片元） int shader =glCreateShader(shaderType);

2、加载shader源码并编译shader glShaderSource(shader, source); glCompileShader(shader);

3、创建一个渲染程序： int program =glCreateProgram();

4、将着色器程序添加到渲染程序中： glAttachShader(program, vertexShader);

5、链接源程序： glLinkProgram(program);

四、OpenGL坐标系

以屏幕中心为原点

以屏幕左下角为原点

绘制三角形

嵌入式的OpenGL 把绘制四边形去掉的，但是可以通过绘制三角形来绘制四边形。

绘制四边形可以用下面的定点：

float vertexs[] = {
        1,-1,
        1,1,
        -1,-1,
        -1,1

};

中间两个点一定是两个三角形的共工边，才能绘制出来四边形。

五、绘制纹理

了解纹理坐标：

纹理坐标系，和屏幕坐标系一样。不管图像的大小，都会映射到0--1 的范围内

顶点着色器：vertex_shader.glsl

attribute vec4 v_Position;
attribute vec2 f_Position;
varying vec2 ft_Position;
void main() {
    ft_Position = f_Position;
    gl_Position = v_Position;
}
注： attribute 只能在vertex中使用
        varying 用于vertex和fragment之间传递值

纹理着色器：

precision mediump float;
varying vec2 ft_Position;
uniform sampler2D sTexture;
void main() {
    gl_FragColor=texture2D(sTexture, ft_Position);
}

注： uniform 用于在application中向vertex和fragment中传递值。

OpenGL ES绘制纹理过程

1、加载shader和生成program过程不变

2、创建和绑定纹理： glGenTextures(1, &textureId); glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureid);

3、设置环绕和过滤方式环绕（超出纹理坐标范围）：（s==x t==y GL_REPEAT 重复）

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S,GL_REPEAT);

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T,GL_REPEAT);

过滤（纹理像素映射到坐标点）：（缩小、放大：GL_LINEAR线性）

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR);

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR);

4、设置图片（byte[] data） glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, w, h, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, data);

5、绑定顶点坐标和纹理坐标

6、绘制图形

图像在缩放、平移的时候会用到矩阵，我们接下来学一下矩阵：

六、矩阵

初始化矩阵

单位矩阵：

vec4(x,y,z,w)

float matrix[16]={

1,0,0,0,
0,1,0,0,
0,0,1,0,
0,0,0,1

}

参考资料： https://learnopengl-cn.github.io/01%20Getting%20started/07%20Transformations/

在定点着色器添加矩阵变量

attribute vec4 v_Position;
attribute vec2 f_Position;
varying vec2 ft_Position;
uniform mat4 u_Matrix;
void main() {
    ft_Position = f_Position;
    gl_Position = v_Position * u_Matrix;
}

uniform mat4 u_Matrix;

使用

1、初始化 -- 单位矩阵

2、操作

3、glUniformMatrix4fv(u_matrix, 1, GL_FALSE, matrix);