簡介
android 下 opengles 的繪製圖形簡單來說步驟如下：
- 定義圖形頂點數據
- 編寫/編譯 頂點着色器 和 片段着色器。
- 創建程序，將着色器綁定到程序上，然後連接程序。如果着色器中沒有定義屬性的位置，則在綁定着色器之後、連接程序之前，將屬性名稱和位置進行綁定。
- 使用程序，將圖形頂點數據放到相應的屬性位置上，然後進行繪製。
定義圖形頂點數據
浮點型數組，頂點的順序按逆時針排列。
android 平臺上，app 運行在 jvm 中，內存由 jvm 管理，而 opengles 運行在 native 環境，所以爲了式 opengles 能夠訪問圖形頂點數據，需要把頂點拷貝到 native 內存中。
另外，爲了方便操作 native 中的頂點字節，將其映射到 FloatBuffer 中，然後就可以像使用數組一樣使用了。
//頂點，按逆時針順序排列
private static final float[] vertices = {
0.0f, 0.5f, 0.0f,
-0.5f, -0.5f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.0f};
public TriangleRender() {
//將頂點數據拷貝映射到 native 內存中，以便opengl能夠訪問
verticesBuffer = ByteBuffer
.allocateDirect(vertices.length * BYTES_PER_FLOAT)//直接分配 native 內存，不會被gc
.order(ByteOrder.nativeOrder())//和本地平臺保持一致的字節序（大/小頭）
.asFloatBuffer();//將底層字節映射到FloatBuffer實例，方便使用
verticesBuffer
.put(vertices)//將頂點拷貝到 native 內存中
.position(0);//每次 put position 都會 + 1，需要在繪製前重置爲0
}
編寫/編譯着色器
着色器的源代碼可以寫到單獨的文件中，也可以用字符串拼接（本文使用的方式，爲了方便）
頂點着色器
- 第一行指定opengles版本，不指定默認爲 opengles2.0
- 第二行聲明一個輸入變量 vPosition，表示頂點的座標，4分量向量。
layout (location = 0)用來指定該 vPosition 的屬性位置，後面需要使用該位置將頂點數據匹配到 vPosition 上。 - 後面幾行定義了一個 main() 方法，是着色器的入口，方法中將 vPosition 值賦值給 gl_position 內建變量中，表示的是頂點的最終位置。
簡單來說，該着色器的內容就是：使用 opengles3.0 版本，將圖形頂點數據採用4分量向量的數據結構綁定到着色器的第 0 個屬性上，屬性的名字叫 vPosition，着色器執行時，將 vPosition 的值傳給用來表示頂點最終位置的內建變量 gl_Position。
需要注意的是 layout (location = 0) 不是必須要寫，如果不寫的話，需要在後面着色器綁定到程序之後，程序連接之前使用 glBindAttribLocation 方法綁定。
//頂點着色器
private static final String vertextShaderSource =
"#version 300 es\n"
+ "layout (location = 0) in vec4 vPosition;\n"
+ "void main()\n"
+ "{\n"
+ " gl_Position = vPosition;\n"
+ "}\n";
片段着色器
- 第一行指定opengles版本，不指定默認爲 opengles2.0
- 第二行指明浮點變量的精度
- 第三行聲明一個輸出變量 fragColor ，4分量向量
- 給輸出變量賦值
//片段着色器
private static final String fragmentShaderSource =
"#version 300 es \n"
+ "precision mediump float; \n"
+ "out vec4 fragColor; \n"
+ "void main() \n"
+ "{ \n"
+ " fragColor = vec4 ( 1.0, 0.0, 0.0, 1.0 ); \n"
+ "} \n";
着色器內容編輯完之後，想要使用還要經過編譯。
/**
* 加載着色器源，並編譯
*
* @param type 頂點着色器（GL_VERTEX_SHADER）/片段着色器（GL_FRAGMENT_SHADER）
* @param shaderSource 着色器源(上面編輯的內容)
* @return 着色器
*/
private int loadShader(int type, String shaderSource) {
//創建着色器對象
int shader = GLES30.glCreateShader(type);
if (shader == 0) return 0;//創建失敗
//加載着色器源
GLES30.glShaderSource(shader, shaderSource);
//編譯着色器
GLES30.glCompileShader(shader);
//檢查編譯狀態
int[] compiled = new int[1];
GLES30.glGetShaderiv(shader, GLES30.GL_COMPILE_STATUS, compiled, 0);
if (compiled[0] == 0) {
Log.e(TAG, GLES30.glGetShaderInfoLog(shader));
GLES30.glDeleteShader(shader);
return 0;//編譯失敗
}
return shader;
}
初始化程序
具體的流程下面代碼很清楚，需要注意的就是如果着色器中沒有指定屬性的位置，則需要調用 glBindAttribLocation 進行指定。
@Override
public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
//獲取頂點着色器
int vertextShader = loadShader(GLES30.GL_VERTEX_SHADER, vertextShaderSource);
//獲取片段着色器
int fragmentShader =loadShader(GLES30.GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderSource);
//創建程序
int tmpProgram = GLES30.glCreateProgram();
if (tmpProgram == 0) return;//創建失敗
//綁定着色器到程序
GLES30.glAttachShader(tmpProgram, vertextShader);
GLES30.glAttachShader(tmpProgram, fragmentShader);
//綁定屬性位置 vPosition ：0 着色器中沒有設定屬性位置時使用
// GLES30.glBindAttribLocation(tmpProgram, 0, "vPosition");
//連接程序
GLES30.glLinkProgram(tmpProgram);
//檢查連接狀態
int[] linked = new int[1];
GLES30.glGetProgramiv(tmpProgram,GLES30.GL_LINK_STATUS, linked, 0);
if (linked[0] == 0){
Log.e(TAG, "tmpProgram linked error");
Log.e(TAG, GLES30.glGetProgramInfoLog(tmpProgram));
GLES30.glDeleteProgram(tmpProgram);
return;//連接失敗
}
//保存程序，後面使用
program = tmpProgram;
//設置清除渲染時的顏色
GLES30.glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f);
}
使用程序繪製
@Override
public void onDrawFrame(GL10 gl) {
//擦除屏幕
GLES30.glClear(GLES30.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
//使用程序
GLES30.glUseProgram(program);
//獲取 vPosition 屬性的位置
int vposition = GLES30.glGetAttribLocation(program, "vPosition");
//加載頂點數據到 vPosition 屬性位置
GLES30.glVertexAttribPointer(vposition,3,GLES30.GL_FLOAT,false,0,verticesBuffer);
GLES30.glEnableVertexAttribArray(vposition);
//繪製
GLES30.glDrawArrays(GLES30.GL_TRIANGLES,0,3);
}
總結
本文通過繪製一個三角形，梳理了 opengles 繪製圖形的流程，着色器、程序的使用方法。