OpenGL ES 学习阶段性总结

本帖最后由 114477760 于 2011-5-6 16:00 编辑

这几天看了OpenGL ES的相关资料和代码，总结了一些经验。

1. 要画图，得设定画的是什么图形，是点，直线还是三角形，通过gl.glDrawArrays( p1, 0, p2);中的p1来设定。可用的参数有GL10.GL_POINTS, GL10.GL_LINES, GL10.GL_TRIANGLES, GL10.GL_TRANGLES_FAN, GL10.GL_TRIANGLE_STRIP...

2. 知道了形状，要设定数据源，也就是要画的点有哪些。

通过gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FIXED, 0, vertexBuff );来设定。

vertexBuff就是你想要画的哪些点。它表示为一个一维矩阵，但实际上根据你要画的形状来分成多个部分的。比如你想一个三角形。那么这个矩阵就可以表示为{-1，0，1，0，0，2}，{-1，0}表示第一个点，{1，0}表示第二个点，{0，2}表示第三个点。如果之后还有的话，也应该是6*N个数字，以确定更多的三角形坐标。

3. 要是gl.glDrawArrays()方法起作用，之前得调用gl.glEnableClientState(int p1);

p1表示要激活的数组的种类，

比如要gl.glVertexPointer()设置vertex,那么必须先调用gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY）;

要用数组设置颜色，先调用gl.glEnableClientState( GL10.GL_COLOR_ARRAY );

4. 画三维图像时，要激活深度测试。gl.glEnable( GL10.GL_DEPTH_TEST );

5. 使用texture之前必须先调用gl.glEnable( GL10.GL_TEXTURE_2D );

同时调用gl.glEnableClientState( GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY );

来激活texture数组画图。

6. glLoadIdentity():另当前绘图坐标系从新回到世界坐标系的位置，另他们重合。

　　glTranslatef(x,y,z):使绘图坐标系相对世界坐标系沿x,y,z轴移动x,y,z个单位。

　　glVertex3f(x,y,z):在当前绘图坐标系绘制一个点

　　glColor3f(r,g,b):设置以后绘图函数的绘图颜色，如果没有再次碰到glColor3f(),以后任何绘图函数绘制出的图形颜色都是这个颜色。r,g,b的范围从0.0-1.0。r-蓝色，g-绿色，b-蓝色，色彩是这三种颜色分量的混合，比如glColor3f(1.0,1.0,0.0)是黄色，glColor3f(1.0,0.0,0.0)是红色。

　　glRotatef(angle,x,y,z):和glTranslatef()属于一类函数，glTranslatef()是平移，glRotatef是旋转，就是使当前绘图坐标系绕世界坐标系的x,y,z旋转angle个角度，x,y,z的值非0既1，比如glRotatef(30,1.0f,0.0f,0.0f)就是绕x轴旋转30度，glRotatef(30,1.0f,1.0f,0.0f)就是绕x,y的夹角线旋转30度。

7. 用glRotatef能是对象本身围绕一个向量旋转，我们也可以改变观测镜头本身，参考点和向上向量来改变所看到的对象，能产生glRotatef同样的旋转效果。

GLU.gluLookAt（gl,

0.0f, 0.0f, 3.0f,//观测点在屏幕正中向外3.0f单位距离的地方

viewX, 0.0f, 0.0f, //参考点在屏幕中间水平位置viewX

0.0f, 1.0f, 0.0f );//表示Y轴向上

综合这三个点，表示你这个人的眼睛从屏幕正中向外的3.0单位距离的地方,拿着摄像机瞄准viewX的地方再看，看的时候你的头是向上的（如果设置成1.0f, 0.0f, 0.0f，那么表示你的头得向右歪过来，成水平来看）。

8.当窗口被创建时需要调用 onSurfaceCreate ，我们可以在这里对 OpenGL 做一些初始化工作，例如：

glHint 用于告诉 OpenGL 我们希望进行最好的透视修正，这会轻微地影响性能，但会使得透视图更好看。

glClearColor 设置清除屏幕时所用的颜色，色彩值的范围从 0.0f~1.0f 大小从暗到这的过程。

glShadeModel 用于启用阴影平滑度。阴影平滑通过多边形精细地混合色彩，并对外部光进行平滑。

glDepthFunc 为将深度缓存设想为屏幕后面的层，它不断地对物体进入屏幕内部的深度进行跟踪。

glEnable 启用深度测试。

// 启用阴影平滑

gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);

// 黑色背景

gl.glClearColor(0, 0, 0, 0);

// 设置深度缓存

gl.glClearDepthf(1.0f);

// 启用深度测试

gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);

// 所作深度测试的类型

gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);

// 告诉系统对透视进行修正

gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL10.GL_FASTEST);

9、当窗口大小发生改变时系统将调用 onSurfaceChange 方法，可以在该方法中设置 OpenGL 场景大小 ，代码如下：

//设置OpenGL场景的大小

gl.glViewport(0, 0, width, height);

10、场景画出来了，接下来我们就要实现场景里面的内容，比如：设置它的透视图，让它有种越远的东西看起来越小的感觉，代码如下：

//设置投影矩阵

gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);

//重置投影矩阵

gl.glLoadIdentity();

// 设置视口的大小

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

// 选择模型观察矩阵

gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);

// 重置模型观察矩阵

gl.glLoadIdentity();

gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION); 指明接下来的代码将影响 projection matrix （投影矩阵），投影矩阵负责为场景增加透视度。

gl.glLoadIdentity(); 此方法相当于我们手机的重置功能，它将所选择的矩阵状态恢复成原始状态，调用 glLoadIdentity(); 之后为场景设置透视图。

gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW); 指明任何新的变换将会影响 modelview matrix （模型观察矩阵）。

gl.glFrustumf(-ratio, ratio, -1, 1, 1, 10); 此方法，前面4个参数用于确定窗口的大小，而后面两个参数分别是在场景中所能绘制深度的起点和终点。

7、了解了上面两个重写方法的作用和功能之后，第三个方法 onDrawFrame 从字面上理解就知道此方法做绘制图操作的。嗯，没错。在绘图之前，需要将屏幕清除成前面所指定的颜色，清除尝试缓存并且重置场景，然后就可以绘图了， 代码如下：

// 清除屏幕和深度缓存

gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

// 重置当前的模型观察矩

gl.glLoadIdentity();

8、Renderer 类在实现了上面的三个重写之后，在程序入口中只需要调用

Renderer render=new ThreeDGl(this);

/** Called when the activity is first created. */

@Override

public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

GLSurfaceView gview=new GLSurfaceView(this);

gview.setRenderer(render);

setContentView(gview);

}

下面分享一段使用Renderer类绘制的三角形和四边形的代码：

package com.terry;

import java.nio.IntBuffer;

import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;

import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;

import android.opengl.GLSurfaceView.Renderer;

public class GLRender implements Renderer{

float rotateTri,rotateQuad;

int one=0x10000;

//三角形的一个顶点

private IntBuffer triggerBuffer=IntBuffer.wrap(new int[]{

0,one,0, //上顶点

-one,-one,0, //左顶点

one,-one,0 //右下点

});

//正方形的四个顶点

private IntBuffer quateBuffer=IntBuffer.wrap(new int[]{

one,one,0,

-one,-one,0,

one,-one,0,

-one,-one,0

});

private IntBuffer colorBuffer=IntBuffer.wrap(new int[]{

one,0,0,one,

0,one,0,one,

0,0,one,one

});

@Override

public void onDrawFrame(GL10 gl) {

// TODO Auto-generated method stub

// 清除屏幕和深度缓存

gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

// 重置当前的模型观察矩阵

gl.glLoadIdentity();

// 左移 1.5 单位，并移入屏幕 6.0

gl.glTranslatef(-1.5f, 0.0f, -6.0f);

//设置旋转

gl.glRotatef(rotateTri, 0.0f, 1.0f, 0.0f);

//设置定点数组

gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);

//设置颜色数组

gl.glEnableClientState(GL10.GL_COLOR_ARRAY);

gl.glColorPointer(4, GL10.GL_FIXED, 0, colorBuffer);

// 设置三角形顶点

gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FIXED, 0, triggerBuffer);

//绘制三角形

gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLES, 0, 3);

gl.glDisableClientState(GL10.GL_COLOR_ARRAY);

//绘制三角形结束

gl.glFinish();

/***********************/

/* 渲染正方形 */

// 重置当前的模型观察矩阵

gl.glLoadIdentity();

// 左移 1.5 单位，并移入屏幕 6.0

gl.glTranslatef(1.5f, 0.0f, -6.0f);

// 设置当前色为蓝色

gl.glColor4f(0.5f, 0.5f, 1.0f, 1.0f);

//设置旋转

gl.glRotatef(rotateQuad, 1.0f, 0.0f, 0.0f);

//设置和绘制正方形

gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FIXED, 0, quateBuffer);

gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);

//绘制正方形结束

gl.glFinish();

//取消顶点数组

gl.glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);

//改变旋转的角度

rotateTri += 0.5f;

rotateQuad -= 0.5f;

}

@Override

public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {

// TODO Auto-generated method stub

float ratio = (float) width / height;

//设置OpenGL场景的大小

gl.glViewport(0, 0, width, height);

//设置投影矩阵

gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);

//重置投影矩阵

gl.glLoadIdentity();

// 设置视口的大小

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

// 选择模型观察矩阵

gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);

// 重置模型观察矩阵

gl.glLoadIdentity();

}

@Override

public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {

// TODO Auto-generated method stub

// 启用阴影平滑

gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);

// 黑色背景

gl.glClearColor(0, 0, 0, 0);

// 设置深度缓存

gl.glClearDepthf(1.0f);

// 启用深度测试

gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);

// 所作深度测试的类型

gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);

// 告诉系统对透视进行修正

gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL10.GL_FASTEST);

}

}

OpenGL包含几十个选项，通过glEnable()方法和glDisable()方法可以启用和禁用这些选项，启用每个选项都会对性能产生影响。

下面列出最常用的选项：

GL_BLEND :将传入的色值与颜色缓存中的色织进行混合

GL_CULL_FACE :根据窗口坐标中多边形的转动方向（顺时针或逆时针）来忽略多边形的某些面。这是一种消除多边形后面图像绘制的简便方法。

GL_DEPTH_TEST :进行深度对比，并更新深度缓冲内容。如果某些像素距离已经绘制的很远，则这些像素将被忽略。

GL_LIGHTING :进行亮度和材料计算。

GL_LINE_SMOOTH :绘制无锯齿的线。

GL_POINT_SMOOTH :绘制无锯齿的点。

GL_TEXTURE_2D :使用纹理绘制桌面。

视点变换：

void gluLookAt(GLdouble eyex,GLdouble eyey,GLdouble eyez,

GLdouble centerx,GLdouble centery,

GLdouble upx,GLdouble upy,GLdouble upz);

模型变换:

模型平移 glTranslate{fd}(TYPE x,TYPE y,TYPE z);

模型旋转 glRotate{fd}(TYPE angle,TYPE x,TYPE,y,TYPE z);

模型缩放 glScale{fd}(TYPE x,TYPE y,TYPE z);

投影变换:

透视投影函数

void glFrustum(GLdouble left,GLdouble Right,GLdouble bottom,GLdouble top,GLdouble near,GLdouble far);

void gluPerspective(GLdouble fovy,GLdouble aspect,GLdouble zNear, GLdouble zFar);

正射投影函数

void glOrtho(GLdouble left,GLdouble right,GLdouble bottom,GLdouble top, GLdouble near,GLdouble far)

void gluOrtho2D(GLdouble left,GLdouble right,GLdouble bottom,GLdouble top)

视口变换:

glViewport(GLint x,GLint y,GLsizei width, GLsizei height);

glMatrixMode():指定哪一个矩阵是当前矩阵

模型视景矩阵 GL_MODEVIEW 对模型视景矩阵堆栈应用随后的矩阵操作。

模型转换和视点转换共同构成模型视景矩阵

投影矩阵 GL_PROJECTION 对投影矩阵应用随后的矩阵操作。

纹理矩阵 GLTEXTURE 对纹理矩阵堆栈应用随后的矩阵操作。

glLoadIdentity():该函数的功能是重置当前指定的矩阵为单位矩阵。

纹理映射

//设置深度缓存

gl.glClearDepthf(1.0f);

//允许2D贴图,纹理

gl.glEnableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);

gl.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D);

IntBuffer intBuffer = IntBuffer.allocate(1);

// 创建纹理，生成一个纹理的名字

gl.glGenTextures(1, intBuffer);

// 获得纹理名字

texture = intBuffer.get();

// 绑定纹理，设置要使用的纹理

gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, texture);

//生成纹理，1：纹理类型，2：纹理的详细程度，一般设为0，3：图像数据，4：边框

GLUtils.texImage2D(GL10.GL_TEXTURE_2D, 0, GLImage.mBitmap, 0);

//纹理和四边形对应的顶点

gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FIXED, 0, vertices);

gl.glTexCoordPointer(2, GL10.GL_FIXED, 0, texCoords);

//绘制

gl.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 24, GL10.GL_UNSIGNED_BYTE, indices);

光照

光的种类：环境光(Ambient )、漫射光(Diffuse)、高光(Specular)。

环境光是无所不在的漫射光，是场景的背景亮度，因此无法确定其来源，平均作用于场景中的所有物体的所有面。

漫射光由特定的光源产生，并在场景中的对象表面产生反射。处于漫射光照射下的任何对象表面都变得很亮，而机会未被照射的区域就显得要暗一些。

//如果不启用GL_LIGHTING光就什么都看不见

gl.glEnable(GL10.GL_LIGHTING);

定义环境光 (r,g,b,a)的颜色(半亮)：

FloatBuffer lightAmbient = FloatBuffer.wrap(new float[]{0.5f,0.5f,0.5f,1.0f});

//定义漫射光(最亮)

FloatBuffer lightDiffuse = FloatBuffer.wrap(new float[]{1.0f,1.0f,1.0f,1.0f});

设置好光源组后需要定义光源在场景中所处的位置

//定义光源，把光源放在2.0f的位置上，最后一个参数是1.0f告知OpenGL指定的坐标就是光源的位置，0来定义平行光源

FloatBuffer lightPosition = FloatBuffer.wrap(new float[]{0.0f,0.0f,2.0f,1.0f});

//设置环境光

gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT1, GL10.GL_AMBIENT, lightAmbient);

//设置漫射光

gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT1, GL10.GL_DIFFUSE, lightDiffuse);

//设置光源的位置

gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT1, GL10.GL_POSITION, lightPosition);

//启用一号光源

gl.glEnable(GL10.GL_LIGHT1);

glfrustumf前四个参数是-1，1，-1.5，1.5，这是规定视窗的大小和纵横位置，前两个参数指以原点为参照，视窗宽度的左值和右值，两值的绝对值相加就是视窗的宽，同理，后两个参数指以原点为参照,视窗高度的上值和下值，两值的绝对值相加就是视窗的高度。视窗决定了三维物体的可视区域。超过这个视窗范围的物体将不会显示出来，GDI的说法就是会被剪切掉.后两个参数是一个距离，2，5，这两个参数只是正值,虽然看上去没有和坐标相关，但实际上它的意义还是坐标上，只是需要自己算一下，第一个参数2是指视窗到视点的距离，第二个参数5是指投影面到视点的距离，第一个参数指示了视窗的前后位置，参数越小，视窗越靠近视点，可视区域越大，反之亦然，投影面就是屏幕了，投影面的远近

纹理对象

除了默认的TEXTURE_2D和TEXTURE_CUBE_MAP，可以创建有名称的纹理对象；

void BindTexture(enum target, uinttexture); //创建纹理对象，连接一个未使用的名称到TEXTURE_2D或TEXTURE_CUBE_MAP，也可以修改已有纹理对象的连接；

新创建的纹理对象有3.7.12中所有的state。

void DeleteTextures( sizei n, uint*textures ); //删除已有的n个纹理对象

void GenTextures( sizei n, uint *textures); //返回未使用的纹理对象名称

当需要更新纹理时，在OpenGL ES中可以使用glTextSubImage2D函数来代替glText￣Image2D函数，这样就可以避免内存分配与回收问题。此外还可以采用纹理压缩技术，在OpenGL ES中可以调用glCompressedTextImage2D函数和glCompressedTextSubImage2D函数来压缩纹理。压缩纹理的优点在于使用内存较小，可以提高高速缓存的利用率。

贴上去的纹理必须是512*512的或2^次方的

GLSurfaceView.setRenderMode(RENDERMODE_WHEN_DIRTY);停止持续渲染。

GLSurfaceView.requestRender()；程序再渲染屏幕。默认持续型渲染

OpenGL ES 2.0 Reference Pages（API）
http://www.khronos.org/opengles/sdk/docs/man/
Android 3D 游戏开发教程
http://blog.csdn.net/lixinso/archive/2010/01/30/5272495.aspx
OpenGL ES 1.x 的开源代码(不过是C语言，可以借鉴)
http://embedded.org.ua/opengles/lessons.html