Android(安卓)OpenGL 学习笔记 --开始篇

转自：http://www.cnblogs.com/TerryBlog/archive/2010/07/09/1774475.html

1、什么是 OpenGL?

　　OpenGL是个专业的3D程序接口，是一个功能强大，调用方便的底层3D图形库。OpenGL 的前身是 SGI 公司为其图形工作站开的 IRIS GL。IRIS GL 是一个工业标准的3D图形软件接口，功能虽然强大但是移植性不好，于是 SGI 公司便在 IRIS GL 的基础上开发OpenGL 。具体详细的介绍请点击这里。

2、OpenGL 的发展历程

　　1992年7月发布了OpenGL 1.0版本，并与微软共同推出 Windows NT 版本的OpenGL。

　　1995年OpenGL 1.1版本面市，加入了新功能，并引入了纹理特性等等。

　　一直到 2009年8月Khronos小组发布了OpenGL3.2，这是一年以来OpenGL进行的第三次重要升级。

具体特点及功能、OpenGL现状、发展历程、OpenGL规范、编程入门请点击这里。

3、OpenGL ES 简介

Android 3D引擎采用的是OpenGL ES。OpenGL ES是一套为手持和嵌入式系统设计的3D引擎API，由Khronos公司维护。在PC领域，一直有两种标准的3D API进行竞争，OpenGL和DirectX。一般主流的游戏和显卡都支持这两种渲染方式，DirectX在Windows平台上有很大的优势，但是OpenGL具有更好的跨平台性。

由于嵌入式系统和PC相比，一般说来，CPU、内存等都比PC差很多，而且对能耗有着特殊的要求，许多嵌入式设备并没有浮点运算协处理器，针对嵌入式系统的以上特点，Khronos对标准的OpenGL系统进行了维护和改动，以期望满足嵌入式设备对3D绘图的要求。

4、Android OpenGL ES简介

Android系统使用OpenGL的标准接口来支持3D图形功能，android 3D图形系统也分为java框架和本地代码两部分。本地代码主要实现的OpenGL接口的库，在Java框架层，javax.microedition.khronos.opengles是java标准的OpenGL包，android.opengl包提供了OpenGL系统和Android GUI系统之间的联系。

5、Android 支持 OpenGL 列表

1、GL
2、GL 10
3、GL 10 EXT
4、GL 11
5、GL 11 EXT
6、GL 11 ExtensionPack

我们将使用 GL10 这个类开始接触OpenGL，探索3D 领域。

6、一步一步实现自己的 Renderer 类

在 Android 中我们使用 GLSurfaceView 来显示OpenGL视图，该类位于 android.opengl 包里面。它提供了一个专门用于渲染3D 的接口 Renderer 。接下来我们就来一步步构建自己的 Renderer 类。

1、为 Renderer 类赶回命名空间
import android.opengl.GLSurfaceView.Renderer;
2、新建一个类来实现 Renderer 接口，代码如下：
public class ThreeDGl implements Renderer
{
}
3、如上代码所写，程序实现了 Renderer 类，则必须重写以下方法
public void onDrawFrame(GL10gl)
{
}
public void onSurfaceChanged(GL10gl, int width, int height)
{}
public void onSurfaceCreated(GL10gl,EGLConfigconfig)
{}
4、当窗口被创建时需要调用 onSurfaceCreate ，我们可以在这里对OpenGL做一些初始化工作，例如：
// 启用阴影平滑
gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);

// 黑色背景
gl.glClearColor( 0 , 0 , 0 , 0 );

// 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_FASTEST);
glHint 用于告诉OpenGL我们希望进行最好的透视修正，这会轻微地影响性能，但会使得透视图更好看。
glClearColor 设置清除屏幕时所用的颜色，色彩值的范围从 0.0f~1.0f 大小从暗到这的过程。
glShadeModel 用于启用阴影平滑度。阴影平滑通过多边形精细地混合色彩，并对外部光进行平滑。
glDepthFunc 为将深度缓存设想为屏幕后面的层，它不断地对物体进入屏幕内部的深度进行跟踪。
glEnable 启用深度测试。
5、当窗口大小发生改变时系统将调用 onSurfaceChange 方法，可以在该方法中设置OpenGL场景大小，代码如下：
// 设置OpenGL场景的大小
gl.glViewport( 0 , 0 ,width,height);
6、场景画出来了，接下来我们就要实现场景里面的内容，比如：设置它的透视图，让它有种越远的东西看起来越小的感觉，代码如下：
// 设置投影矩阵
gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
// 重置投影矩阵
gl.glLoadIdentity();
// 设置视口的大小
gl.glFrustumf( - ratio,ratio, - 1 , 1 , 1 , 10 );
// 选择模型观察矩阵
gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
// 重置模型观察矩阵
gl.glLoadIdentity();
gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION); 指明接下来的代码将影响 projection matrix （投影矩阵），投影矩阵负责为场景增加透视度。
gl.glLoadIdentity(); 此方法相当于我们手机的重置功能，它将所选择的矩阵状态恢复成原始状态，调用glLoadIdentity(); 之后为场景设置透视图。
gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);指明任何新的变换将会影响 modelview matrix （模型观察矩阵）。
gl.glFrustumf(-ratio,ratio,-1,1,1,10);此方法，前面4个参数用于确定窗口的大小，而后面两个参数分别是在场景中所能绘制深度的起点和终点。
7、了解了上面两个重写方法的作用和功能之后，第三个方法 onDrawFrame 从字面上理解就知道此方法做绘制图操作的。嗯，没错。在绘图之前，需要将屏幕清除成前面所指定的颜色，清除尝试缓存并且重置场景，然后就可以绘图了，代码如下：
// 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();
8、Renderer 类在实现了上面的三个重写之后，在程序入口中只需要调用
Rendererrender = new ThreeDGl( this );
/** Calledwhentheactivityisfirstcreated. */
@Override
public void onCreate(BundlesavedInstanceState){
super .onCreate(savedInstanceState);
GLSurfaceViewgview = new GLSurfaceView( this );
gview.setRenderer(render);
setContentView(gview);
}
即可将我们绘制的图形显示出来。

下面分享一段使用Renderer类绘制的三角形和四边形的代码：

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