建立 OpenGL ES 的环境(Building an OpenGL ES Environment)

要在应用中使用 OpenGL ES 绘制图像,我们必须为它们创建一个 View 容器。一种比较直接的方法是实现 GLSurfaceView 类和 GLSurfaceView.Renderer 类。其中,GLSurfaceView 是一个View容器,它用来存放使用 OpenGL 绘制的图形,而 GLSurfaceView.Renderer 则用来控制在该 View 中绘制的内容。关于这两个类的更多信息,你可以阅读:OpenGL ES 开发手册

使用 GLSurfaceView 只是一种将 OpenGL ES 集成到应用中的方法之一。对于一个全屏的或者接近全屏的图形 View,使用它是一个合理的选择。开发者如果希望把 OpenGL ES 的图形集成到整个布局的一小部分里面,那么可以考虑使用 TextureView。对于喜欢自己动手实现的开发者来说,还可以通过使用 SurfaceView 搭建一个 OpenGL ES 的视图环境,但是这将会需要我们编写更多额外的代码。

在这节课中,我们将展示如何在一个简单的 Activity 程序中完成 GLSurfaceViewGLSurfaceView.Renderer 的完整落地实现。

在 Manifest 配置文件中声明使用 OpenGL ES (Declare OpenGL ES Use in the Manifest)

为了让应用能够使用 OpenGL ES 2.0 接口,我们必须将下列声明添加到 Manifest 配置文件当中:

<uses-feature android:glEsVersion="0x00020000" android:required="true" />

如果我们的应用使用纹理压缩(Texture Compression),那么我们必须对支持的压缩格式也进行声明,确保应用仅安装在可以兼容的设备上:

<supports-gl-texture android:name="GL_OES_compressed_ETC1_RGB8_texture" />
<supports-gl-texture android:name="GL_OES_compressed_paletted_texture" />

更多关于纹理压缩的内容,可以阅读:OpenGL开发手册。

为 OpenGL ES 图形创建 Activity (Create an Activity for OpenGL ES Graphics)

Android 应用在呈现 OpenGL ES 的时候会使用 activity 作为用户界面,这和其他应用也同样会使用一个用户界面进行呈现交互的道理一样。主要的差别就是往 acitivity 布局内容上的的输入差异。在其他应用中你可能会使用 TextViewButtonListView 等等,而在使用 OpenGL ES 的应用中,我们还可以添加一个 GLSurfaceView

下面的代码展示了一个使用 GLSurfaceView 作为其主 View 的 Activity:

public class OpenGLES20Activity extends Activity {

    private GLSurfaceView mGLView;

    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);

        // Create a GLSurfaceView instance and set it
        // as the ContentView for this Activity.
        mGLView = new MyGLSurfaceView(this);
        setContentView(mGLView);
    }
}

Note:OpenGL ES 2.0 需要 Android 2.2(API Level 8)或更高版本的系统,所以确保你的 Android 项目的 API 版本满足该要求。

构建一个GLSurfaceView对象(Build a GLSurfaceView Object)

GLSurfaceView 是一种比较特殊的View,我们可以在该 View 中绘制 OpenGL ES 图形,不过它自己并不做太多和绘制图形相关的任务。绘制对象的任务是由你在该 View 中配置的 GLSurfaceView.Renderer 所控制完成的。事实上,这个对象的代码非常简短,你可能不会希望继承它,直接创建一个未经修改的 GLSurfaceView 实例,不过请不要这么做,因为我们需要继承该类来捕捉触控事件,这方面知识会在响应触摸事件(该系列课程的最后一节课)中做进一步的介绍。

GLSurfaceView 的核心代码非常简短,如果想要快速的实现效果,我们通常可以在 Acitvity 中创建一个内部类并使用它:

class MyGLSurfaceView extends GLSurfaceView {

    private final MyGLRenderer mRenderer;

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

        // Create an OpenGL ES 2.0 context
        setEGLContextClientVersion(2);

        mRenderer = new MyGLRenderer();

        // Set the Renderer for drawing on the GLSurfaceView
        setRenderer(mRenderer);
    }
}

另一个对于 GLSurfaceView 实现的可选项,是将渲染模式设置为:GLSurfaceView.RENDERMODE_WHEN_DIRTY,其含义是:仅在你的绘制数据发生变化时才对视图进行绘制操作:

// Render the view only when there is a change in the drawing data
setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_WHEN_DIRTY);

如果选用这一配置选项,那么除非调用了 requestRender() ,否则 GLSurfaceView 不会被重新绘制,这样做可以让示例中的应用效率更高。

构建一个渲染类(Build a Renderer Class)

在一个使用 OpenGL ES 的应用中,一个 GLSurfaceView.Renderer 类的实现(或者我们将其称之为渲染器),正是事情变得有趣的地方。该类会控制和其相关联的 GLSurfaceView,具体而言,它会控制在 GLSurfaceView 上绘制的内容。在渲染器中,一共有三个方法会被Android系统调用,以此来明确要在 GLSurfaceView 上绘制的内容以及如何绘制:

  • onSurfaceCreated():调用一次,用来建立 View 的 OpenGL ES 环境。
  • onDrawFrame():每次重新绘制 View 时被调用。
  • onSurfaceChanged():如果 View 的几何形态发生变化时会被调用,例如当设备的屏幕方向发生改变时。

下面是一个非常基本的 OpenGL ES 渲染器的实现,它仅仅在 GLSurfaceView 中画一个黑色的背景:

public class MyGLRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {

    public void onSurfaceCreated(GL10 unused, EGLConfig config) {
        // Set the background frame color
        GLES20.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
    }

    public void onDrawFrame(GL10 unused) {
        // Redraw background color
        GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    }

    public void onSurfaceChanged(GL10 unused, int width, int height) {
        GLES20.glViewport(0, 0, width, height);
    }
}

就是这样!上面的代码创建了一个简单地应用程序,它使用 OpenGL 让屏幕呈现为黑色。虽然它的代码看上去并没有做什么非常有意思的事情,但是通过创建这些类,我们已经对使用 OpenGL 绘制图形有了基本的认识和铺垫。

Note:你可能想知道,自己明明使用的是 OpenGL ES 2.0 接口,为什么这些方法会有一个 GL10 的参数。这是因为这些方法的签名(Method Signature)在2.0接口中被简单地重用了,以此来保持Android框架的代码尽量简单。

如果你对OpenGL ES接口很熟悉,那么你现在就可以在你的应用中构建一个OpenGL ES的环境并绘制图形了。当然, 如果你希望获取更多的帮助来学会使用OpenGL,那么请继续学习下一节课程获取更多的知识。