本文主要是介绍第三章 OpenGL ES 基础-基础-GLSL渲染纹理,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!
第三章 OpenGL ES 基础-GLSL渲染纹理
第一章 OpenGL ES 基础-屏幕、纹理、顶点坐标
第二章 OpenGL ES 基础-GLSL语法简单总结
第三章 OpenGL ES 基础-GLSL渲染纹理
第四章 OpenGL ES 基础-位移、缩放、旋转原理
第五章 OpenGL ES 基础-透视投影矩阵与正交投影矩阵
GLSL的shader介绍
vec4 :是四个分量的向量
mat4 :是4x4的浮点矩阵
渲染一张图片纹理写简单的shader
着色器分为两类:顶点着色器和片元着色器。
-
顶点着色器:
- 顶点着色器是一种处理输入顶点数据的着色器。它主要用于对每个顶点进行变换、投影和其他操作,以便将顶点从模型空间转换到裁剪空间。
- 顶点着色器执行的操作包括顶点位置变换、法线变换、颜色插值等。这些操作影响顶点的最终呈现方式。
-
片元着色器:
- 片元着色器(也称为像素着色器)负责计算片元(像素)的颜色值。它通常在顶点着色器处理后的几何形状上运行,用于确定像素的最终颜色。
- 片元着色器可以执行纹理采样、光照计算、阴影处理等操作,以确定每个像素最终的颜色输出。
//顶点坐标(原点为显示区域中心店)private final float[] vertexData = {-1.0f, -1.0f, //左下角1.0f, -1.0f, //右下角-1.0f, 1.0f, //左上角1.0f, 1.0f, //右上角};//纹理坐标(原点为显示区域左下角)private final float[] textureData = {0.0f, 0.0f, //左下角1.0f, 0.0f, //右下角0.0f, 1.0f, //左上角1.0f, 1.0f, //右上角};String vertexSource ="attribute vec4 av_Position; // 顶点位置属性\n" +"attribute vec4 af_Position; // 纹理坐标属性 (S, T)\n" +"varying vec2 v_texPosition; // 传递给片段着色器的纹理坐标\n" +"uniform mat4 u_Matrix; // 投影矩阵\n" +"void main() {\n" +" // 调整纹理坐标,将 y 坐标翻转(上下颠倒)\n" +" v_texPosition = vec2(af_Position.x, 1.0 - af_Position.y);\n" +//" v_texPosition = af_Position.xy;\n" + // 另一种纹理坐标赋值方式" gl_Position = u_Matrix * av_Position; // 计算最终顶点位置\n" +"}\n";String fragmentSource ="precision mediump float; // 浮点数精度\n" +"varying vec2 v_texPosition; // 接收来自顶点着色器的纹理坐标\n" +"uniform sampler2D sTexture; // 纹理采样器\n" +"\n" +"void main() {\n" +" // 从纹理中获取像素颜色,并输出到屏幕\n" +" gl_FragColor = texture2D(sTexture, v_texPosition);\n" +"}";
OpenGL线程加载顶点着色器和片元着色器
public static int loadShader(int shaderType, String source){int shader = GLES20.glCreateShader(shaderType);if(shader != 0){GLES20.glShaderSource(shader, source);GLES20.glCompileShader(shader);int[] compile = new int[1];GLES20.glGetShaderiv(shader, GLES20.GL_COMPILE_STATUS, compile, 0);if(compile[0] != GLES20.GL_TRUE){Log.d("ywl5320", "shader compile error");GLES20.glDeleteShader(shader);shader = 0;}}return shader;}public static int createProgram(String vertexSource, String fragmentSource){int vertexShader = loadShader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER, vertexSource);if(vertexShader == 0){return 0;}int fragmentShader = loadShader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentSource);if(fragmentShader == 0){return 0;}int program = GLES20.glCreateProgram();if(program != 0){GLES20.glAttachShader(program, vertexShader);GLES20.glAttachShader(program, fragmentShader);GLES20.glLinkProgram(program);int[] linsStatus = new int[1];GLES20.glGetProgramiv(program, GLES20.GL_LINK_STATUS, linsStatus, 0);if(linsStatus[0] != GLES20.GL_TRUE){Log.d("ywl5320", "link program error");GLES20.glDeleteProgram(program);program = 0;}}return program;}program =createProgram(vertexSource, fragmentSource);avPosition = GLES20.glGetAttribLocation(program, "av_Position");afPosition = GLES20.glGetAttribLocation(program, "af_Position");samplerOES = GLES20.glGetUniformLocation(program, "sTexture");umatrix = GLES20.glGetUniformLocation(program, "u_Matrix");
根据代码片段中的 glGetAttribLocation
和 glGetUniformLocation
这些函数,我们可以得出以下推导:
-
针对
avPosition
和afPosition
:glGetAttribLocation
函数用于获取着色器程序对象中顶点属性的位置。- 由于
avPosition
和afPosition
分别表示顶点着色器中的属性变量,可能代表顶点位置等。 - 若要加载一个
vec4
类型的属性,通常在顶点着色器中会使用类似attribute vec4 av_Position;
的语法声明。
-
针对
samplerOES
:glGetUniformLocation
函数用于获取着色器程序对象中统一变量的位置。- 由于
samplerOES
在这里被用作 uniform 变量,它可能代表一个纹理采样器(sampler)。 - 对于纹理采样器,在片元着色器中通常使用
sampler2D
或其他类型的采样器来进行纹理采样。
-
针对
umatrix
:- 同样是通过
glGetUniformLocation
获取的位置,可能表示一个矩阵变量。 - 命名为
u_Matrix
通常用于传递变换矩阵给着色器,比如模型视图投影矩阵等。 - 在 GLSL 着色器代码中,该矩阵可能被声明为
uniform mat4 u_Matrix;
。
- 同样是通过
bitmap data数据原点(0,0)放在左上角位置,而OpenGL的纹理坐标纹理坐标原点(0,0)在左下角
/*** Creates a texture from bitmap.*创建一个图片纹理,上下颠倒* @param bmp bitmap data bitmap data数据原点(0,0)放在左上角位置,而OpenGL的纹理坐标纹理坐标原点(0,0)在左下角* @return Handle to texture.**/public static int createImageTexture(Bitmap bmp) {int[] textureHandles = new int[1];int textureHandle;GLES20.glGenTextures(1, textureHandles, 0);textureHandle = textureHandles[0];// Bind the texture handle to the 2D texture target.GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, textureHandle);// Configure min/mag filtering, i.e. what scaling method do we use if what we're rendering// is smaller or larger than the source image.GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GLES20.GL_LINEAR);GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GLES20.GL_LINEAR);// Load the data from the buffer into the texture handle.GLUtils.texImage2D(GLES20.GL_TEXTURE_2D, /*level*/ 0, bmp, 0);return textureHandle;}
这段代码主要完成了以下操作:
- 清除颜色缓冲区并设置清除颜色为黑色。
- 使用指定的着色器程序。
- 通过
glUniformMatrix4fv
函数将一个 4x4 矩阵传递给着色器中的 uniform 变量u_Matrix
。 - 配置顶点属性数据并启用顶点属性数组。
- 激活并绑定纹理对象,将纹理单元索引传递给纹理采样器的 uniform 变量。
- 最后,使用
glDrawArrays
绘制四边形(采用三角形带方式)。
这些步骤一起实现了对图像的绘制渲染过程。
public void onDrawFrame(GL10 gl) {// 清除颜色缓冲区,将整个屏幕清除为黑色
GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
GLES20.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f); // 设置清除颜色为黑色// 使用着色器程序
GLES20.glUseProgram(program);// 将变换矩阵传递给着色器中的u_Matrix uniform 变量
GLES20.glUniformMatrix4fv(umatrix, 1, false, matrix, 0);// 启用顶点属性数组 avPosition
GLES20.glEnableVertexAttribArray(avPosition);
// 指定 avPosition 的数据格式和数据源
GLES20.glVertexAttribPointer(avPosition, 2, GLES20.GL_FLOAT, false, 8, vertexBuffer);// 启用顶点属性数组 afPosition
GLES20.glEnableVertexAttribArray(afPosition);
// 指定 afPosition 的数据格式和数据源
GLES20.glVertexAttribPointer(afPosition, 2, GLES20.GL_FLOAT, false, 8, textureBuffer);// 激活纹理单元 0
GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE0);
// 将纹理对象绑定到当前活动纹理单元上
GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, bitmapId);
// 将纹理单元索引传递给 samplerOES uniform 变量
GLES20.glUniform1i(samplerOES, 0);// 绘制图形,使用当前绑定的着色器程序和设置的顶点数据
GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);}
总结:
在 OpenGL 中,线程调用 GLSL(OpenGL Shading Language)时通常需要注意一些关联问题,以确保正确的操作和流程。以下是一些关于 OpenGL 线程和 GLSL 关联的注意事项:
-
GLSL 着色器编译:
- 在一个线程中加载、编译和链接 GLSL 着色器程序。
- 确保着色器程序在正确的上下文中创建,并且每个着色器程序都与合适的 OpenGL 上下文相关联。
-
Uniform 和 Attribute 数据传递:
- 在执行渲染操作之前,要确保将 uniform 变量和顶点属性数据传递给 GLSL 着色器程序。
- 这些数据应该在绑定了正确的 OpenGL 上下文后传递,以便着色器能够访问这些数据。
-
纹理操作:
- 当涉及到纹理操作时,需要确保纹理对象绑定到正确的纹理单元,并在正确的上下文中进行操作。
- 必须小心处理纹理对象的状态和绑定。
完整代码
package com.mg.cc.opengldemo;import android.content.Context;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.SurfaceTexture;
import android.media.MediaPlayer;
import android.opengl.GLES11Ext;
import android.opengl.GLES20;
import android.opengl.GLSurfaceView;
import android.opengl.GLUtils;
import android.opengl.Matrix;
import android.util.Log;
import android.view.Surface;import com.mg.cc.opengldemo.utils.BitmapUtils;import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.FloatBuffer;import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;public class BitmapRender implements GLSurfaceView.Renderer {String vertexSource ="attribute vec4 av_Position;\n" +"attribute vec4 af_Position;//S T 纹理坐标\n" +"varying vec2 v_texPosition;\n" +"uniform mat4 u_Matrix;\n" +"void main() {\n" +" v_texPosition = vec2(af_Position.x, 1.0 - af_Position.y);\n"+//上下颠倒// " v_texPosition= af_Position.xy;\n" +" gl_Position = u_Matrix*av_Position ;\n" +"}\n";String fragmentSource ="precision mediump float;\n" +"varying vec2 v_texPosition;\n" +"uniform sampler2D sTexture;\n" +"\n" +"void main() {\n" +" gl_FragColor=texture2D(sTexture, v_texPosition);\n" +"}";public static final int NO_TEXTURE = -1;private int screenWidth, screenHeight;private MediaPlayer mediaPlayer;private Context context;//顶点旋转private int umatrix;private float[] matrix = new float[16];// private final float[] vertexData = {
//
// 1f, -1f,//右下角
// -1f, -1f,//左下角
// 1f, 1f, //右上角
// -1f, 1f //左上角
//
// };
// private final float[] textureData = {
// 1f, 0f, //右下角
// 0f, 0f,//左下角
// 1f, 1f,//右上角
// 0f, 1f //左上角
// };//顶点坐标(原点为显示区域中心店)private final float[] vertexData = {-1.0f, -1.0f, //左下角1.0f, -1.0f, //右下角-1.0f, 1.0f, //左上角1.0f, 1.0f, //右上角};//纹理坐标(原点为显示区域左下角)private final float[] textureData = {0.0f, 0.0f, //左下角1.0f, 0.0f, //右下角0.0f, 1.0f, //左上角1.0f, 1.0f, //右上角};private FloatBuffer vertexBuffer;private FloatBuffer textureBuffer;//mediacodecprivate int program;private int avPosition;private int afPosition;private int samplerOES;private int bitmapId;private int videoWidth;private int videoHeight;public BitmapRender(Context context, GLSurfaceView surfaceView) {this.context = context;vertexBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(vertexData.length * 4).order(ByteOrder.nativeOrder()).asFloatBuffer().put(vertexData);vertexBuffer.position(0);textureBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(textureData.length * 4).order(ByteOrder.nativeOrder()).asFloatBuffer().put(textureData);textureBuffer.position(0);surfaceView.setEGLContextClientVersion(2);surfaceView.setRenderer(this);//设置renderersurfaceView.setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_CONTINUOUSLY);}@Overridepublic void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {program =createProgram(vertexSource, fragmentSource);avPosition = GLES20.glGetAttribLocation(program, "av_Position");afPosition = GLES20.glGetAttribLocation(program, "af_Position");samplerOES = GLES20.glGetUniformLocation(program, "sTexture");umatrix = GLES20.glGetUniformLocation(program, "u_Matrix");Bitmap bitmap= BitmapUtils.getImageFromAssetsFile(context,"bg.png");videoWidth=bitmap.getWidth();videoHeight=bitmap.getHeight();bitmapId = createImageTexture(bitmap);bitmap.recycle();}@Overridepublic void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {GLES20.glViewport(0, 0, width, height);screenWidth = width;screenHeight = height;if (videoWidth != 0 && videoHeight != 0){updateProjection(videoWidth, videoHeight);}}// FilterRender object3D;@Overridepublic void onDrawFrame(GL10 gl) {GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);GLES20.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);GLES20.glUseProgram(program);GLES20.glUniformMatrix4fv(umatrix, 1, false, matrix, 0);GLES20.glEnableVertexAttribArray(avPosition);GLES20.glVertexAttribPointer(avPosition, 2, GLES20.GL_FLOAT, false, 8, vertexBuffer);GLES20.glEnableVertexAttribArray(afPosition);GLES20.glVertexAttribPointer(afPosition, 2, GLES20.GL_FLOAT, false, 8, textureBuffer);GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE0);GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, bitmapId);GLES20.glUniform1i(samplerOES, 0);GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);}public void saveFrame() {ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect(screenWidth * screenHeight * 4);buf.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);GLES20.glReadPixels(0, 0, screenWidth, screenHeight,GLES20.GL_RGBA, GLES20.GL_UNSIGNED_BYTE, buf);buf.rewind();try {Bitmap bmp = Bitmap.createBitmap(screenWidth, screenHeight, Bitmap.Config.ARGB_8888);bmp.copyPixelsFromBuffer(buf);String filePath = "/storage/emulated/0/DCIM/111.jpg";saveBitmap( filePath,bmp);bmp.recycle();} finally {}}/*** 保存图片* @param filePath* @param bitmap*/public static void saveBitmap(String filePath, Bitmap bitmap) {if (bitmap == null) {return;}BufferedOutputStream bos = null;try {bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(filePath));bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 100, bos);bitmap.recycle();} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();} finally {if (bos != null) try {bos.close();} catch (IOException e) {// do nothing}}}public void updateProjection(int videoWidth, int videoHeight) {float screenRatio = (float) screenWidth / screenHeight;this.videoWidth = videoWidth;this.videoHeight = videoHeight;float videoRatio = (float) videoWidth / videoHeight;if (videoRatio > screenRatio) {Matrix.orthoM(matrix, 0, -1f, 1f, -videoRatio / screenRatio, videoRatio / screenRatio, -1f, 1f);} else {Matrix.orthoM(matrix, 0, -screenRatio / videoRatio, screenRatio / videoRatio, -1f, 1f, -1f, 1f);}}public static int loadShader(int shaderType, String source){int shader = GLES20.glCreateShader(shaderType);if(shader != 0){GLES20.glShaderSource(shader, source);GLES20.glCompileShader(shader);int[] compile = new int[1];GLES20.glGetShaderiv(shader, GLES20.GL_COMPILE_STATUS, compile, 0);if(compile[0] != GLES20.GL_TRUE){Log.d("ywl5320", "shader compile error");GLES20.glDeleteShader(shader);shader = 0;}}return shader;}public static int createProgram(String vertexSource, String fragmentSource){int vertexShader = loadShader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER, vertexSource);if(vertexShader == 0){return 0;}int fragmentShader = loadShader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentSource);if(fragmentShader == 0){return 0;}int program = GLES20.glCreateProgram();if(program != 0){GLES20.glAttachShader(program, vertexShader);GLES20.glAttachShader(program, fragmentShader);GLES20.glLinkProgram(program);int[] linsStatus = new int[1];GLES20.glGetProgramiv(program, GLES20.GL_LINK_STATUS, linsStatus, 0);if(linsStatus[0] != GLES20.GL_TRUE){Log.d("ywl5320", "link program error");GLES20.glDeleteProgram(program);program = 0;}}return program;}/*** Creates a texture from bitmap.*创建一个图片纹理,上下颠倒* @param bmp bitmap data bitmap data数据原点(0,0)放在左上角位置,而OpenGL的纹理坐标纹理坐标原点(0,0)在左下角* @return Handle to texture.**/public static int createImageTexture(Bitmap bmp) {int[] textureHandles = new int[1];int textureHandle;GLES20.glGenTextures(1, textureHandles, 0);textureHandle = textureHandles[0];// Bind the texture handle to the 2D texture target.GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, textureHandle);// Configure min/mag filtering, i.e. what scaling method do we use if what we're rendering// is smaller or larger than the source image.GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GLES20.GL_LINEAR);GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GLES20.GL_LINEAR);// Load the data from the buffer into the texture handle.GLUtils.texImage2D(GLES20.GL_TEXTURE_2D, /*level*/ 0, bmp, 0);return textureHandle;}}
这篇关于第三章 OpenGL ES 基础-基础-GLSL渲染纹理的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!