Android(安卓)绘制2D图形

作者：李晓晨

Android为OpenGL ES支持提供了GLSurviceView组建，这个组建用于显示3D图形。GLSurviceView本身并不提供绘制3的图形的功能，而是由GLSurfaceView.Renderer来完成了SurviceView中3D图形的绘制。

归纳起来，在android中使用OpenGL ES需要3个步骤。

1.创建GLSurviceView组件，使用Activity来显示GLSurfaceView组件。

2.为GLSurviceView组件创建GLSurviceView.Renderer实例，实现GLSurviceView.Renderer类时需要实现该接口里的3个方法。

（1） abstract void onDrawFrame(GL 10 gl)：Renerer对象调用该方法绘制GLSurviceView的当前帧。

（2） abstract void onSurfaceChanged(GL 10 gl,int width,int height)：当GLSurfaceView的大小改变时回调该方法。

（3） abstract void onDrawFrame(GL 10 gl，EGLConfig config)：当GLSurfaceView被创建时回调该方法。

3.调用GLSurfaceView组件的setRebderer（）方法指定Renderer对象，该Renderer对象将会完成GLSurfaceView里3D图像的绘制。

从上面的介绍不难看出，实际上绘制3D图像的难点不是如何使用GLSurface组件，二十如何实现Renderer类。实现Render类时需要实现3个方法。这3个方法都有一个GL形参，它就代表了GLOpenES的“绘制画笔”，我们可以把它想象成Swing 2D绘图中的Graphics，也可以想象成Android 2D绘图中的Canvas组件——当我们希望renderer绘制3D图形时，实际上是调用GL10的方法来进行绘制的。

当Survice View被创建时，系统会回调Renderer对象的onSurfaceCreated（）方法，该方法将可以对OpenGL ES执行一些无需任何改变的初始化，例如如下初始化代码：

public void OnSurfaceCreated(GL10 gl,EGLConfig config){//关闭抗抖动gl.glDisable(GL10.GL_DITHER);//设置系对透视进行修正gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL10.GL_FASTEST);gl.glClearColor(0, 0, 0, 0);//设置阴影平滑模式gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);//启用深度测试gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);//设置深度测试的类型gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);}

GL10就是OpenGL ES的绘制接口，虽然这里看到的是一个GL10，但实际上它也是GL11的实例，读者可通过（gl instanceof GL11）判断它是否为GL11接口的实例。

上面的方法中用到了GL10的一些初始化方法，关于这些方法的说明如下：

（1） GlDisable(int cap)：该方法用于禁用OpenGL ES某个方面的特性。该方法中第一行代码用于关闭抗抖动，这样可以提高性能。

（2）glHint（int target,int mode）：该方法用于对OpenGL ES某方面的修正。

（3）clearColor（float red,float green,float blue,float alpha）:该方法设置清屏所用的颜色，四个参数分别设置红、绿、蓝、透明度值：0为最小值，1为最大值。例如设置gl.glClearColor(0,0,0,0);就是用黑色清屏。

（4）glShadeModel(int mode)：该方法用于设置OpenGL ES的阴影模式。此处设为阴影平滑模式。

（5）glEnable（int cap）：该方法与glDisable（int cap）方法相对，用于启用OpenGL ES某方面的特性，此处用于启动OpenGL ES的深度测试，就是让OpenGL ES负责跟踪每个物体在Z轴上的深度，这样就可以避免后面的物体遮挡前面的物体。

当SurviceView组建的大小发生变化时，系统会回调Renderer对象的onSurfaceChanged（）方法，因此该方法通常用于初始化3D场景。例如如下初始化代码：

public void onSurfaceChanged(GL10 gl,int width,int height){ //设置3D视窗的大小和位置gl.glViewport(0,0,width,height);//将当前矩阵模式设为投影矩阵gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);//初始化单位矩阵gl.glLoadIdentity();//计算透视视窗的宽度、高度比float ratio = (float)width/height;//调用此方法设置透视视窗的空间大小gl.glFrustumf(-ratio,ratio,-1,1,1,10);}

上面的方法用到了GL10的一些初始化方法，关于这些方法的说明如下：

1、 glViewport（int x,int y,int width,int height）:设置3D视窗的位置与大小。其中前两个参数指定该视窗的位置，后两个参数指定该视窗的宽，高。

2、glMatrixMode(int mode):设置视图的矩阵模型。通常可接受GL10.GL_PROJECTION、GL10.GL_MODELVIEW两个常量值。

当调用glMatrixMode（GL 10.GL_PROJECTION）;代码后，指定将屏幕设为透视图，这意味着越远的东西看起来越小;当调用glMatrixMode（GL 10. GL_MODELVIEW）;代码后，即将当前矩阵模式设为模式视图矩阵，这意味着任何新的变换都会影响该矩阵中的所有物体。

3、 glLoadIdentity():相当于reset（）方法，用于初始化单位矩阵。

4、 glFrustumf（float left，float right，float bottom，float top，float zNear，float zFar）：用于设置透视投影的空间大小。前两个参数用于设置X轴上的最小坐标值、最大坐标值;中间两个参数用于设置Y轴上的最小坐标值、最大坐标值；后两个参数用于设置Z轴上的最小坐标值、最大坐标值。

例如我们调用如下代码：

gl.glFrustumf(-0.8,0.8,-1,1,1,10);

这意味着如果有一个二维矩形，它的四个顶点的坐标分别为：（-0.8，1）、（0.8,1）、（0.8，-1），（-0.8，-1），这个矩阵将会占满整个视窗。

GLSurfaceView上的所有3D图形都是由Renderer的onDrawFrame（GL10 gl）方法绘制出来的，重写该方法时就要把所有3D图形都绘制出来，该方法通常以如下形式开始：

public void onDrawFrame(GL10 gl){//清除屏幕缓存和深度缓存gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);...}

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