OpenGL ES2之Android&iOS跨平台开发教程（一）Android端构建

前言

---

本文目标是开发一款在Android&iOS上运行的跨平台图形应用，供各位初学者参考，同时也是过去几个月自己的学习总结，阅读本文前需要读者已有一定的OpenGL ES知识，如果没有，可以看看 learnopengl-cn 这个教程讲得不错。
网上大多OpenGL ES教程，要么是仅适于Android的（Java），要么就是仅适于iOS的（Objective-C），其实OpenGL ES是跨平台的，使用C++可共用大部分代码，一次编写，两处运行，岂不美哉？
使用OpenGL ES需要初始化环境，然而这步在Android&iOS上是不一样的，Android使用EGL，iOS使用EAGL，不得不说Apple就是特立独行，什么都要用自己的，不过好消息是两个平台上都提供了方便我们调用OpenGL ES的类，Android是 GLSurfaceView，iOS是 GLKViewController，它们已经帮我们创建好了OpenGL ES环境及渲染线程，下面先说说Android端，iOS端会在下一篇介绍。

步骤

---

1.创建Android Studio工程，注意启用C++支持，请提前安装好Android NDK

2.新建类GLESView继承GLSurfaceView并实现Renderer接口

package com.sxh.opengles;

import android.content.Context;
import android.opengl.GLSurfaceView;

import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;


public class GLESView extends GLSurfaceView implements GLSurfaceView.Renderer {

    public GLESView(Context context) {
        super(context);
        // 设置OpenGL ES版本
        setEGLContextClientVersion(2);
        // 设置渲染模式
        //setRenderMode(RENDERMODE_WHEN_DIRTY);
        // 设置渲染器
        setRenderer(this);
    }

    @Override
    public void onSurfaceCreated(GL10 gl10, EGLConfig eglConfig) {
        surfaceCreated();
    }

    @Override
    public void onSurfaceChanged(GL10 gl10, int w, int h) {
        surfaceChanged(w, h);
    }

    @Override
    public void onDrawFrame(GL10 gl10) {
        drawFrame();
    }

    static {
        System.loadLibrary("GLES");
    }

    private native void surfaceCreated();
    private native void surfaceChanged(int w, int h);
    private native void drawFrame();
}

setRenderMode 设置渲染模式，有两种可选择，
RENDERMODE_CONTINUOUSLY：持续渲染，默认是这个；
RENDERMODE_WHEN_DIRTY：按需渲染，在创建时或调用requestRender()时才会渲染；
onSurfaceCreated 当GL创建完成时调用，只会被调用一次，用于初始化操作
onSurfaceChanged 当窗口大小发生变化时调用，可被调用多次，如横竖屏切换
onDrawFrame 绘制每一帧，主要绘制代码均在此

3.编写C++代码调用OpenGL ES

在src/main/cpp下创建GLES文件夹，在GLES下再创建Android、iOS和Common三个文件夹，顾名思义。

#if __ANDROID__

#include <jni.h>
#include "../Common/Renderer.h"

extern "C" {

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sxh_opengles_GLESView_surfaceCreated(JNIEnv *env, jobject obj) {
    surfaceCreated();
}

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sxh_opengles_GLESView_surfaceChanged(JNIEnv *env, jobject obj, jint width, jint height) {
    surfaceChanged(width, height);
}

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sxh_opengles_GLESView_drawFrame(JNIEnv *env, jobject obj) {
    drawFrame();
}

}

#endif

JniWarpper.cpp ↑

JNI包装层，没什么好说的

#ifndef OPENGLES_PLATFORM_H
#define OPENGLES_PLATFORM_H

#define LOG_TAG "GLES"
#define IS_DEBUG 1

#if __ANDROID__

    #include <GLES2/gl2.h>
    //#include <GLES2/gl2ext.h>
    #include <android/log.h>

    #if IS_DEBUG
        #define ESLog(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
    #else
        #define ESLog(...)
    #endif

#elif __APPLE__

    #import <OpenGLES/ES2/gl.h>
    //#import <OpenGLES/ES2/glext.h>
    #import <stdio.h>

    #if IS_DEBUG
        #define ESLog(fmt, ...) printf("%s: ",LOG_TAG);printf((fmt), ##__VA_ARGS__);printf("\n");
    #else
        #define ESLog(fmt, ...)
    #endif

#endif

#endif //OPENGLES_PLATFORM_H

Platform.h ↑

根据平台引用对应的OpenGL ES头文件，这里我还定义了ESLog()函数，方便在C++代码中输出调试信息

#ifndef OPENGLES_RENDERER_H
#define OPENGLES_RENDERER_H

void surfaceCreated();

void surfaceChanged(int w, int h);

void drawFrame();

#endif //OPENGLES_RENDERER_H

Renderer.h ↑

#include "Renderer.h"
#include "Platform.h"

void surfaceCreated() {
    // 指定刷新颜色缓冲区的颜色
    glClearColor(1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
}

void surfaceChanged(int w, int h) {
    ESLog("viewport: %d, %d", w, h);
    // 设置视口
    glViewport(0, 0, w, h);
}

void drawFrame() {
    // 清除颜色缓冲区
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
}

Renderer.cpp ↑

glClearColor(1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f) 表示设置颜色缓冲区的颜色为红色，这样glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT) 每次都会用红色清除颜色缓冲区

# Sets the minimum version of CMake required to build the native library.

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

set(SRC_DIR src/main/cpp)

#include_directories(${SRC_DIR})

file(GLOB_RECURSE CPP_SRCS "${SRC_DIR}/*.cpp")  #指定当前目录下的所有.cpp文件（包括子目录）

add_library( # Sets the name of the library.
             GLES

             # Sets the library as a shared library.
             SHARED

             # Provides a relative path to your source file(s).
             #${SRC_DIR}/Android/JniWarpper.cpp
             ${CPP_SRCS}
             )

find_library( # Sets the name of the path variable.
              log-lib

              # Specifies the name of the NDK library that
              # you want CMake to locate.
              log )

target_link_libraries( # Specifies the mTarget library.
                       GLES

                       # Links the mTarget library to the log library
                       # included in the NDK.
                       ${log-lib}
                       GLESv2
                       )

CMakeLists.txt ↑

由于在C++调用OpenGL ES函数，所以在链接库时需要包含GLESv2

4.显示OpenGL ES视图

public class MainActivity extends Activity {

    private FrameLayout frameLayout;
    private GLESView glesView;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        frameLayout = findViewById(R.id.frameLayout);

        glesView = new GLESView(this);
        frameLayout.addView(glesView);
    }

}

MainActivity.java ↑

在界面中使用一个Layout来容纳GLESView，这里就以FrameLayout为例，创建GLESView后将其添加为Layout的子视图

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<android.support.constraint.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context="com.sxh.opengles.MainActivity">

    <FrameLayout
        android:id="@+id/frameLayout"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="0dp"
        android:layout_marginBottom="8dp"
        android:layout_marginEnd="8dp"
        android:layout_marginStart="8dp"
        android:layout_marginTop="8dp"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent">

    </FrameLayout>
</android.support.constraint.ConstraintLayout>

activity_main.xml ↑

OK，程序运行你将看到一个红色的视图，运行结果如下：

后记

---

• 参考资料：Learn OpenGL ES
• Demo工程下载