Android 3D 建模

在移动应用开发中,3D建模是一项重要的技术,它使我们能够创建出逼真的三维图形,提升用户体验。本文将介绍如何在Android平台上进行3D建模,并提供一些代码示例作为参考。

1. 概述

Android平台上的3D建模可以通过OpenGL ES库来实现。OpenGL ES是一种用于嵌入式系统的开放式图形库,它提供了一组函数和数据结构,用于处理3D图形的渲染和显示。

2. 创建3D场景

要创建一个3D场景,我们需要定义一个视图,并在其中添加3D对象。以下是一个简单的示例代码:

import android.content.Context;
import android.opengl.GLES20;
import android.opengl.GLSurfaceView;
import android.opengl.Matrix;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;

public class MyGLRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {

    private Context mContext;
    
    public MyGLRenderer(Context context) {
        mContext = context;
    }
    
    @Override
    public void onSurfaceCreated(GL10 unused, EGLConfig config) {
        // 设置背景颜色为黑色
        GLES20.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
    }

    @Override
    public void onSurfaceChanged(GL10 unused, int width, int height) {
        // 设置视口尺寸
        GLES20.glViewport(0, 0, width, height);
    }

    @Override
    public void onDrawFrame(GL10 unused) {
        // 清除缓冲区
        GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    }
}

public class MyGLSurfaceView extends GLSurfaceView {

    private final MyGLRenderer mRenderer;

    public MyGLSurfaceView(Context context) {
        super(context);

        // 创建OpenGL ES 2.0上下文
        setEGLContextClientVersion(2);

        mRenderer = new MyGLRenderer(context);
        setRenderer(mRenderer);
    }
}

在上面的代码中,MyGLRenderer类实现了GLSurfaceView.Renderer接口,用于处理OpenGL ES的渲染操作。MyGLSurfaceView类继承自GLSurfaceView,用于显示3D场景。

3. 添加3D对象

要在3D场景中添加3D对象,我们可以使用OpenGL ES提供的绘制函数。以下是一个简单的示例代码,将一个立方体添加到场景中:

public class Cube {

    private FloatBuffer mVertexBuffer;
    private ShortBuffer mDrawListBuffer;

    private final int mProgram;
    private int mPositionHandle;
    private int mColorHandle;

    private final int COORDS_PER_VERTEX = 3;
    private final int vertexStride = COORDS_PER_VERTEX * 4;

    private float[] mModelMatrix = new float[16];
    private int mMVPMatrixHandle;

    private final float[] mCubeCoords = {
            // 正面
            -1.0f,  1.0f, 1.0f,
            -1.0f, -1.0f, 1.0f,
             1.0f, -1.0f, 1.0f,
             1.0f,  1.0f, 1.0f,

            // ... 其他面的顶点坐标
    };

    private final short[] mDrawOrder = {
            0, 1, 2, 0, 2, 3, // 正面
            // ... 其他面的绘制顺序
    };

    public Cube() {
        // 初始化顶点坐标缓冲区
        ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(mCubeCoords.length * 4);
        bb.order(ByteOrder.nativeOrder());
        mVertexBuffer = bb.asFloatBuffer();
        mVertexBuffer.put(mCubeCoords);
        mVertexBuffer.position(0);

        // 初始化绘制顺序缓冲区
        ByteBuffer dlb = ByteBuffer.allocateDirect(mDrawOrder.length * 2);
        dlb.order(ByteOrder.nativeOrder());
        mDrawListBuffer = dlb.asShortBuffer();
        mDrawListBuffer.put(mDrawOrder);
        mDrawListBuffer.position(0);

        // 编译和链接顶点着色器和片段着色器
        int vertexShader = MyGLRenderer.loadShader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER, vertexShaderCode);
        int fragmentShader = MyGLRenderer.loadShader(GLES20.GL_FRAGMENT