【Android开发学习35】GL_TRIANGLE_STRIP之纹理贴图

最新推荐文章于 2022-07-07 14:37:58 发布

pinggle

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分类专栏： Android应用开发 OpenGL 文章标签： Android GL_TRIANGLE_STRIP 纹理贴图

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/ypist/article/details/8783295

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本文介绍如何使用Android平台的GLSurfaceView结合自定义渲染器实现3D场景绘制，包括创建GLSurfaceView、实现渲染器、加载纹理以及绘制3D图形的基本步骤。重点突出使用GL_TRIANGLE_STRIP提高性能的方法，并提供了完整的代码示例。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、基础知识:

GL_TRIANGLE_STRIP比GL_TRIANLGES 快100% ~ 200%。

建议：尽可能地使用GL_TRIANGLE_STRIP替代GL_TRIANGLES。

二、使用方法:

1.首先以框架入手，我们一般在Android上画一个3D的图形，需要在MainActivity的OnCreate函数中加入如下代码，用来进入我们的3D场景界面:

       glView = new GLSurfaceView(this);		// 创建一个GLSurfaceView
       glView.setRenderer(new MyGLRenderer(this));	// 使用定制的渲染器
        setContentView(glView);

其中，glView为GLSurfaceView glView的引用对象，在MainActivity中的成员变量中声明：

private GLSurfaceView glView;	// 使用GLSurfaceView

2.接下来实现3D场景中的绚烂器(GLSurfaceView.Renderer)：

public class MyGLRenderer implements  GLSurfaceView.Renderer {
  // 实现代码
}

①构造函数的编写:

	// Constructor with global application context
	public MyGLRenderer(Context context) {
		this.context = context;
		
		// 设置所用图形的数据数组缓冲区
		cube = new TextureCube();
	}

其中，TextureCube 为我们自己的纹理类，需要自己实现，后面会有实现。context和cube分别为成员变量:

	private Context context;	// 应用的上下文句柄
	
	private TextureCube  cube;

②重载函数onSurfaceCreated，创建绚烂器时需要初始化的部分皆在此:

// Call back when the surface is first created or re-created
	@Override
	public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config)
	{
		// 启用阴影平滑
		gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);
		
		// 设置背景颜色
		gl.glClearColor(0.2f, 0.4f, 0.52f, 1.0f);
		
		// 设置深度缓存
		gl.glClearDepthf(1.0f);
		
		// 启用深度测试
		gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);
		
		// 所作深度测试的类型
		gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);
		
		// 告诉系统对透视进行修正
		gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL10.GL_NICEST);
		
		// 禁止抖动以取得更好的性能
		gl.glDisable(GL10.GL_DITHER);
		
		// 设置纹理
		cube.loadTexture(gl, context);		// 加载纹理
		gl.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D);	// 纹理使能
	}

以上一些功能的打开和声明，都可以在我博客之前的一些文章中找到，不在详述。

最重要的一句就是 cube.loadTexture(gl, context); 加载纹理。

③重载函数onSurfaceChanged，当屏幕旋转(横屏变为竖屏)时，调用。当然，在初始化的时候也是要调用的：

	// Call back after onSurfaceCreated() or whenever the window's size changes
	@Override
	public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height)
	{
		if(height == 0)	// 防止被零除
		{
			height = 1;	
		}
		
		// 重置当前的视图区域
		gl.glViewport(0, 0, width, height);
		
		// 选择投影矩阵
		gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
		
		// 重置投影矩阵
		gl.glLoadIdentity();
		
		// 设置视图区域的大小
		GLU.gluPerspective(gl, 45.0f, (float)width/(float)height,0.1f,100.0f);
		
		// 选择模型观察矩阵
		gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
		
		// 重置模型观察矩阵
		gl.glLoadIdentity();
	}

④重载函数onDrawFrame，此为一个回调函数，用来更新场景中的各个对象：

// Call back to draw the current frame.
	@Override
	public void onDrawFrame(GL10 gl)
	{
		// 清除屏幕和深度缓存
		gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
			
		// 重置当前的模型观察矩阵
		gl.glLoadIdentity();
		gl.glTranslatef(0.0f, 0.0f, -5.0f); // 向屏幕里移动5个单位
		gl.glScalef(0.8f, 0.8f, 0.8f);	// 缩小80%
		// 绕X轴旋转立方体 
		gl.glRotatef(xrot, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
		// 绕Y轴旋转立方体
		gl.glRotatef(yrot, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
		// 绕Z轴旋转立方体
		gl.glRotatef(zrot, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
		
	     // 正方体
		cube.draw(gl);
		
		// 每次刷新之后更新旋转角度
		xrot += 0.3f;
		yrot += 0.2f;
		zrot += 0.4f;
	}

3.接下来实现3D场景中绚烂器的纹理类(TextureCube)：

// 生成一个带纹理的立方体
// 这里指定义一个面的顶点，立方体的其他面通过平移和旋转这个面来渲染
public class TextureCube {
// 实现代码
}

①构造函数的编写:

	private float[] vertices = { // 定义一个面的顶点坐标
		-1.0f, -1.0f, 0.0f,  // 0. 左-底-前
		1.0f, -1.0f, 0.0f,   // 1. 右-底-前
		-1.0f,  1.0f, 0.0f,  // 2. 左-顶-前
		1.0f,  1.0f, 0.0f    // 3. 右-顶-前
	};
	
	float[] texCoords = { // 定义上面的面的纹理坐标
        0.0f, 1.0f,  // A. 左-下
        1.0f, 1.0f,  // B. 右-下 
        0.0f, 0.0f,  // C. 左-上 
        1.0f, 0.0f   // D. 右-上
    };

	int[] textureIDs = new int[1]; // 纹理-ID数组
	
	// 构造函数，设置缓冲区
	public TextureCube()
	{
		// 设置顶点数组，顶点数据为浮点数据类型。一个浮点类型的数据长度为四个字节
	    ByteBuffer vbb = ByteBuffer.allocateDirect(vertices.length * 4);
	    vbb.order(ByteOrder.nativeOrder()); // 使用原生字节顺序
	    vertexBuffer = vbb.asFloatBuffer(); // 将字节类型缓冲区转换成浮点类型
	    vertexBuffer.put(vertices);         // 将数据复制进缓冲区
	    vertexBuffer.position(0);           // 定位到初始位置
	 
	    // 设置纹理坐标数组缓冲区，数据类型为浮点数据
	    ByteBuffer tbb = ByteBuffer.allocateDirect(texCoords.length * 4);
	    tbb.order(ByteOrder.nativeOrder());
	    texBuffer = tbb.asFloatBuffer();
	    texBuffer.put(texCoords);
	    texBuffer.position(0);
	}

②加载图像函数的实现(loadTexture):

// 加载一个图像到GL纹理
	public void loadTexture(GL10 gl, Context context) {
		gl.glGenTextures(1, textureIDs, 0);	// 生成纹理ID数组
		
		gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, textureIDs[0]);	// 绑定到纹理ID
		// 设置纹理过滤方式
		gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL10.GL_NEAREST);
		gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL10.GL_LINEAR);
		
		// 构造一个输入流来加载纹理文件"res/drawable/nehe.bmp"
		InputStream ins = context.getResources().openRawResource(R.drawable.nehe);
		Bitmap bmp;
		try {
			// 读取并将输入流解码成位图
			bmp = BitmapFactory.decodeStream(ins);
		} finally {
			try {
				ins.close();
			}catch(IOException e) {}
		}
		
		// 根据加载的位图为当前绑定的纹理ID建立纹理
		GLUtils.texImage2D(GL10.GL_TEXTURE_2D, 0, bmp, 0);
	}

③绘图函数的实现(draw):

	// 绘图
	public void draw(GL10 gl){
		gl.glFrontFace(GL10.GL_CCW);    // 正前面为逆时针方向
	    gl.glEnable(GL10.GL_CULL_FACE); // 使能剔除面
	    gl.glCullFace(GL10.GL_BACK);    // 剔除背面（不显示）
	    
	    gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
	    gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, vertexBuffer);
	    gl.glEnableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);  // 使能纹理坐标数组
	    gl.glTexCoordPointer(2, GL10.GL_FLOAT, 0, texBuffer); // 定义纹理坐标数组缓冲区
	    
	    // 前
	    gl.glPushMatrix();
	    gl.glTranslatef(0.0f, 0.0f, 1.0f);
	    gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
	    gl.glPopMatrix();
	    
	    // 左
	    gl.glPushMatrix();
	    gl.glRotatef(270.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
	    gl.glTranslatef(0.0f, 0.0f, 1.0f);
	    gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
	    gl.glPopMatrix();
	    
	    // 后
	    gl.glPushMatrix();
	    gl.glRotatef(180.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
	    gl.glTranslatef(0.0f, 0.0f, 1.0f);
	    gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
	    gl.glPopMatrix();

	    // 右
	    gl.glPushMatrix();
	    gl.glRotatef(90.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
	    gl.glTranslatef(0.0f, 0.0f, 1.0f);
	    gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
	    gl.glPopMatrix();

	    // 顶
	    gl.glPushMatrix();
	    gl.glRotatef(270.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
	    gl.glTranslatef(0.0f, 0.0f, 1.0f);
	    gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
	    gl.glPopMatrix();

	    // 底
	    gl.glPushMatrix();
	    gl.glRotatef(90.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
	    gl.glTranslatef(0.0f, 0.0f, 1.0f);
	    gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
	    gl.glPopMatrix();
	    
	    // 恢复原来的状态
	    gl.glDisableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY); 
	    gl.glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
	    gl.glDisable(GL10.GL_CULL_FACE);
	}

备注说明:

在纹理映射的时候，特别要注意顶点数组和图像纹理数组的数值和顺序，如果顺序不对的话，很可能出现画出来的是个三角形，或者图像是很怪的那种。

三、效果展示: