Android OpenGL 框架详解

简介

Android平台上的OpenGL（Open Graphics Library）是一种用于渲染2D和3D图形的API。它提供了一种高性能、跨平台的图形渲染方式，可以让开发者在Android设备上实现复杂的图形效果。本文将介绍Android OpenGL框架的基本概念、工作原理以及如何在Android应用中使用OpenGL进行图形渲染。

OpenGL ES

在Android平台上，主要使用的是OpenGL ES（Embedded Systems）的版本。OpenGL ES是一种轻量级的OpenGL版本，专门为嵌入式系统设计，适合移动设备等资源有限的环境。目前，Android平台上主要支持OpenGL ES 2.0和3.0版本。

OpenGL 框架

Android的OpenGL框架主要包括以下几个核心组件：

  1. GLSurfaceView：用于显示OpenGL渲染的视图，封装了与OpenGL相关的绘制逻辑。
  2. GLSurfaceView.Renderer：实现了OpenGL渲染逻辑的接口，定义了OpenGL的绘制过程。
  3. GLSurfaceView.Renderer.onSurfaceCreated：在Surface被创建时调用，通常用于进行OpenGL的初始化操作。
  4. GLSurfaceView.Renderer.onSurfaceChanged：在Surface尺寸改变时调用，通常用于更新OpenGL的视口。
  5. GLSurfaceView.Renderer.onDrawFrame：在每一帧绘制时调用，通常用于进行实际的绘制操作。

示例代码

下面是一个简单的使用OpenGL绘制一个彩色三角形的示例代码：

public class MyGLRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {
    
    private FloatBuffer vertexBuffer;
    private final String vertexShaderCode =
        "attribute vec4 vPosition;" +
        "void main() {" +
        "  gl_Position = vPosition;" +
        "}";
    
    private final String fragmentShaderCode =
        "precision mediump float;" +
        "void main() {" +
        "  gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);" +
        "}";
    
    public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
        ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(triangleCoords.length * 4);
        bb.order(ByteOrder.nativeOrder());
        vertexBuffer = bb.asFloatBuffer();
        vertexBuffer.put(triangleCoords);
        vertexBuffer.position(0);
        
        int vertexShader = MyGLRenderer.loadShader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER, vertexShaderCode);
        int fragmentShader = MyGLRenderer.loadShader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderCode);
        
        mProgram = GLES20.glCreateProgram();             
        GLES20.glAttachShader(mProgram, vertexShader);   
        GLES20.glAttachShader(mProgram, fragmentShader); 
        GLES20.glLinkProgram(mProgram);                  
        GLES20.glUseProgram(mProgram);
    }
    
    public void onDrawFrame(GL10 gl) {
        GLES20.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
        GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        
        int positionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "vPosition");
        
        GLES20.glEnableVertexAttribArray(positionHandle);
        GLES20.glVertexAttribPointer(positionHandle, COORDS_PER_VERTEX, GLES20.GL_FLOAT, false, vertexStride, vertexBuffer);
        
        GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vertexCount);
        
        GLES20.glDisableVertexAttribArray(positionHandle);
    }
}

使用OpenGL ES

要在Android应用中使用OpenGL ES，首先需要在XML布局文件中添加一个GLSurfaceView视图：

<com.example.MyGLSurfaceView
    android:id="@+id/glSurfaceView"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent" />

然后在Activity中设置GLSurfaceView的Renderer，并在Renderer中实现OpenGL的绘制逻辑：

public class MainActivity extends Activity {
    
    private MyGLSurfaceView mGLView;
    
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        
        mGLView = new MyGLSurfaceView(this);
        setContentView(mGLView);
    }
}

总结

通过本文的介绍，读者可以了解到Android平台上的OpenGL框架及其基本概念。使用OpenGL ES可以实现高性能的图形渲染效果，