Android游戏开发–使用OpenGL ES显示图形元素（原语）

本文主要是介绍Android游戏开发–使用OpenGL ES显示图形元素（原语），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

这是android OpenGL ES系列的第2部分。在上一篇文章中，我们研究了如何设置android项目以将提供的OpenGL视图与渲染器一起使用。您可以使用该文章中的项目作为模板。

在开始展示事物之前，我们必须了解3D编程的一些基本概念，并熟悉术语。我真的是基本几何。

3D图形发生在笛卡尔坐标系中。

这意味着所使用的坐标系具有三个维度。 X ， Y和Z。

传统上， X是从左到右， Y是从下到上， Z从我到屏幕。

当我们处理要显示的对象（例如机器人或汽车）时，OpenGL处理这些对象的组件。每个对象都是从基元创建的，在OpenGL中，基元是一个三角形 。每个三角形都有一个面和一个背面。

三角形由空间中的3个点定义。一个点称为顶点（顶点复数）。

下图显示了2个顶点。 A和B。

顶点

我画了这张图来说明我们如何区分2D和3D。顶点由其X，Y和Z坐标定义。如果我们一直将0用作Z分量，则我们有2D。您可以看到顶点A是X和Y定义的平面的一部分。顶点B在Z坐标上更远。如果您将Z视为垂直于屏幕的线，我们甚至看不到B。

三角形称为图元。基元是OpenGL理解并能够以图形方式表示的最简单的类型。

这很简单。 3个顶点定义一个三角形。也有其他图元，例如四边形，但我们会坚持基础知识。每个形状都可以分解为三角形。

我们之前提到过三角形的面。

它为什么如此重要？在3D模式下，您将拥有一些物体，其中一部分朝向您，播放器，一部分朝向您。为了提高绘图效率，OpenGL不会绘制远离您的三角形，这是不必要的，因为它们仍然会被面对您的三角形隐藏。这称为背面剔除 。

OpenGL如何确定呢？这由绘制三角形时顶点的顺序确定。如果顺序为逆时针 ，则为面（绿色三角形）。顶点的顺时针顺序表示它是背面（红色三角形）。这是默认设置，但是可以更改。下图说明了这一点。

背面剔除

红色三角形将不会绘制。

创建和绘制三角形

了解所有理论后，让我们创建一个三角形并绘制它。

一个三角形由3个顶点定义。顶点的坐标不是以像素为单位。我们将使用float来表示值，并且它们将彼此相对。

如果一侧的长度为1.0f ，另一侧的长度为0.5f ，则意味着第二侧的长度是第一侧长度的一半。显示的大小取决于视口的设置方式。将视口想象成一个照相机。当我们使用2D时，则意味着相机与屏幕正交。如果相机非常近，则三角形将变大；如果相机很远，则三角形将变小。

让我们创建Triangle类。

package net.obviam.opengl;import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.FloatBuffer;import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;public class Triangle {private FloatBuffer vertexBuffer;	// buffer holding the verticesprivate float vertices[] = {-0.5f, -0.5f,  0.0f,		// V1 - first vertex (x,y,z)0.5f, -0.5f,  0.0f,		// V2 - second vertex0.0f,  0.5f,  0.0f			// V3 - third vertex};public Triangle() {// a float has 4 bytes so we allocate for each coordinate 4 bytesByteBuffer vertexByteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(vertices.length * 4);vertexByteBuffer.order(ByteOrder.nativeOrder());// allocates the memory from the byte buffervertexBuffer = vertexByteBuffer.asFloatBuffer();// fill the vertexBuffer with the verticesvertexBuffer.put(vertices);// set the cursor position to the beginning of the buffervertexBuffer.position(0);}
}

第11行定义了一个FloatBuffer ，它将保存我们三角形的顶点。我们需要使用java.nio包，因为它是非常密集的输入输出。

vertices []数组保存顶点的实际坐标。

下图表示了我们将绘制的三角形。我们从原点算出一切。

三角形

在构造函数中，我们从此vertices []数组初始化三角形。

我们要做的是，用坐标填充vertexBuffer并将光标的位置设置为缓冲区的开头。我们将在OpenGL调用中使用此缓冲区来显示三角带。我们目前只有一个。

让我们看一下渲染器。 GlRenderer

package net.obviam.opengl;import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;import android.opengl.GLU;
import android.opengl.GLSurfaceView.Renderer;public class GlRenderer implements Renderer {private Triangle 	triangle;	// the triangle to be drawn/** Constructor */public GlRenderer() {this.triangle = new Triangle();}@Overridepublic void onDrawFrame(GL10 gl) {// clear Screen and Depth Buffergl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);// Reset the Modelview Matrixgl.glLoadIdentity();// Drawinggl.glTranslatef(0.0f, 0.0f, -5.0f);		// move 5 units INTO the screen// is the same as moving the camera 5 units awaytriangle.draw(gl);						// Draw the triangle}@Overridepublic void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {if(height == 0) { 						//Prevent A Divide By Zero Byheight = 1; 						//Making Height Equal One}gl.glViewport(0, 0, width, height); 	//Reset The Current Viewportgl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION); 	//Select The Projection Matrixgl.glLoadIdentity(); 					//Reset The Projection Matrix//Calculate The Aspect Ratio Of The WindowGLU.gluPerspective(gl, 45.0f, (float)width / (float)height, 0.1f, 100.0f);gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW); 	//Select The Modelview Matrixgl.glLoadIdentity(); 					//Reset The Modelview Matrix}@Overridepublic void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {}
}

我们在构造函数中创建三角形。

对我们而言， onDrawFrame（GL10 gl）最受关注。

OpenGL使用状态变量。我们在OpenGL上下文中调用的每个方法都会更改其内部状态。

遵循onDrawFrame方法，我们看到每次绘制一帧，清除缓冲区，重新加载ModelView矩阵（不必担心，如果您暂时不了解这一点），会将摄像机移开5个单位（我们在这里处理单位，而不是像素），然后调用三角形的draw（）方法。

另一方面， onSurfaceChanged在一些状态之间转换OpenGL上下文。首先，它设置视口表面的电流宽度和高度（因此它与GL_PROJECTION状态工作），然后将其转换的状态到GL_MODELVIEW，所以我们可以用我们的模型的工作-在我们的情况下，三角形。以后再说吧，不用担心。

让我们检查一下三角形的draw方法：

public void draw(GL10 gl) {gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);// set the colour for the trianglegl.glColor4f(0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.5f);// Point to our vertex buffergl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, vertexBuffer);// Draw the vertices as triangle stripgl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, vertices.length / 3);//Disable the client state before leavinggl.glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);}

因为我们将三角形顶点的坐标存储在FloatBuffer中，所以我们需要使OpenGL能够从中读取并理解那里是三角形。 02行就是这样做的。

第05行为将要绘制的实体（在本例中为三角形）设置颜色。请注意，rgb的值是浮点型，介于0.0和1.0之间。

gl.glVertexPointer（3，GL10.GL_FLOAT，0，vertexBuffer）; 会告诉OpenGL使用vertexBuffer从中提取顶点。

第一个参数（值= 3）代表缓冲区中的顶点数。第二个让OpenGL知道缓冲区保存的数据类型。

第三个参数是用于顶点的数组中的偏移量。因为我们不存储额外的数据，所以我们的顶点彼此跟随，并且没有偏移。

最后，最后一个参数是包含顶点的缓冲区。

gl.glDrawArrays（GL10.GL_TRIANGLE_STRIP，0，vertices.length / 3）; 告诉OpenGL从第一个元素开始绘制在先前提供的缓冲区中找到的三角形带。它还让它知道有多少个顶点。

这就对了。运行该项目，您应该能够看到第一个加速三角形。像这样：