Android API Guides---OpenGL ES

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OpenGL ES

Android包括高性能2D和3D图形开放图形库（OpenGL?的），具体而言，OpenGL ES的API支持。 OpenGL是一个跨平台的图形API，用于指定的3D图形处理硬件标准的软件接口。 ES是用于嵌入式设备的OpenGL规范的味道??。 Android支持OpenGL ES的API的几个版本：


的OpenGL ES 1.0和1.1 - 本API规范是由Android 1.0及更高版本支持。
OpenGL ES 2.0的 - 这个API规范由Android 2.2的（API 8级）或更高版本支持。
的OpenGL ES 3.0 - 本API规范是由Android 4.3（API级别18）和更高的支持。
的OpenGL ES 3.1 - 这个API规范由是Android 5.0（API级别21）和更高的支持。
注意：在设备上的OpenGL ES 3.0 API的支持，需要由设备制造商提供了这个图形管线的实现。运行Android 4.3或更高版本的设备可能不支持的OpenGL ES 3.0 API。有关检查在运行时支持哪些版本的OpenGL ES的信息，请参阅检查OpenGL ES版本。


注意：由Android框架所提供的特定的API是类似于J2ME JSR239 OpenGL ES的API，但是是不相同的。如果您熟悉J2ME JSR239规范，对变化的警报。


基础


Android的支持OpenGL既通过其框架API和原生开发套件（NDK）。本主题重点介绍了Android框架接口。有关NDK的更多信息，请参阅的Andr??oid NDK。


有两个基础班在Android框架，让您创建和操纵符合OpenGL ES API的图形：GLSurfaceView和GLSurfaceView.Renderer。如果你的目标是使用OpenGL在你的Andr??oid应用程序，了解如何实现一个活动，这些类应该是你的第一个目标。


GLSurfaceView
这个类是一个视图，你可以绘制和操作使用OpenGL API调用的对象，并在功能上SurfaceView类似。您可以通过创建GLSurfaceView的实例，并增加你的渲染它使用这个类。但是，如果你想捕捉触摸屏事件，您应该扩展GLSurfaceView类来实现触摸监听器，如图OpenGL的训练课中，响应触摸事件。
GLSurfaceView.Renderer
此接口定义在GLSurfaceView绘制图形所需要的方法。你必须提供这个接口作为一个单独的类的实现，并使用GLSurfaceView.setRenderer其附加到您GLSurfaceView实例（）。
该GLSurfaceView.Renderer接口，您需要实现以下方法：


onSurfaceCreated（）：创建GLSurfaceView时，系统调用这个方法一次。使用此方法来执行只需要发生一次的操作，如设置OpenGL的环境参数或初始化的OpenGL图形对象。
onDrawFrame（）系统调用的GLSurfaceView每个重绘此方法。使用此方法作为主要执行点绘制（并重新绘制）图形对象。
onSurfaceChanged（）系统调用此方法时，GLSurfaceView几何变化，包括在GLSurfaceView的大小或设备屏幕的方向变化。例如，当设备从纵向变为横向系统调用此方法。使用此方法可以在GLSurfaceView容器的变化做出反应。
OpenGL ES的包


一旦你建立了使用GLSurfaceView和GLSurfaceView.Renderer为OpenGL ES的容器视图，您可以开始使用下面的类中调用OpenGL的API：


的OpenGL ES 1.0 / 1.1 API包
android.opengl - 这个包提供了一个静态的界面比javax.microedition.khronos封装接口的OpenGL ES 1.0 / 1.1类和更好的性能。
GLES10
GLES10Ext
GLES11
GLES11Ext
javax.microedition.khronos.opengles - 此软件包提供了标准实施的OpenGL ES 1.0 / 1.1。
GL10
GL10Ext
GL11
GL11Ext
GL11ExtensionPack
的OpenGL ES 2.0 API类
android.opengl.GLES20 - 此软件包提供接口的OpenGL ES 2.0，并开始提供Android 2.2的（API级别8）。
的OpenGL ES 3.0 / 3.1 API包
android.opengl - 此软件包提供了接口的OpenGL ES 3.0 / 3.1类。 3.0版开始提供的Andr??oid 4.3（API等级18）。 3.1版开始提供的是Android 5.0（API等级21）。
GLES30
GLES31
GLES31Ext（Android的扩展包）
如果你想开始建设有OpenGL ES的应用程序向右走，遵循的OpenGL ES类显示图形。


声明要求的OpenGL


如果应用程序使用的OpenGL功能，这些功能并非适用于所有的设备，你必须在你的Andr??oidManifest.xml文件这些要求。以下是最常见的OpenGL清单的声明：


OpenGL ES版本的要求 - 如果你的应用需要OpenGL ES的特定版本，您必须通过如下图所示添加以下设置你的清单声明要求。
对于OpenGL ES 2.0的：

<!-- Tell the system this app requires OpenGL ES 2.0. -->
<uses-feature android:glEsVersion="0x00020000" android:required="true" />

<!-- Tell the system this app requires OpenGL ES 3.0. -->
<uses-feature android:glEsVersion="0x00030000" android:required="true" />

<!-- Tell the system this app requires OpenGL ES 3.1. -->
<uses-feature android:glEsVersion="0x00030001" android:required="true" />

图1.默认OpenGL的坐标系（左）映射到一个典型Android装置画面（右）。


上面的图显示了统一协调假设左侧一个OpenGL框架体系，以及如何将这些坐标实际上映射到一个典型的设备屏幕在右侧横向。为了解决这个问题，你可以申请OpenGL的投影模式和相机意见，使您的图形对象具有在任何显示器上以正确的比例转换坐标。


为了运用投影和相机视图，您创建一个投影矩阵，摄像机视图矩阵，并将其应用到OpenGL渲染管线。使他们正确地映射到Android设备屏幕的投影矩阵重新计算图形的坐标。摄像机视图矩阵创建从一个特定的眼睛位置渲染对象的变换。


在OpenGL ES 1.0投影和相机视图


在ES 1.0 API，通过创建每个矩阵，然后将其添加到OpenGL的环境中应用投影和相机视图。


投影矩阵 - 为了重新计算对象创建使用该设备屏幕的几何形状的投影矩阵坐标，以便他们绘制的正确比例。下面的示例代码演示了如何修改GLSurfaceView.Renderer实施onSurfaceChanged（）方法来创建基于屏幕的宽高比的投影矩阵，并将其应用到OpenGL渲染环境。

public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
    gl.glViewport(0, 0, width, height);

    // make adjustments for screen ratio
    float ratio = (float) width / height;
    gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);        // set matrix to projection mode
    gl.glLoadIdentity();                        // reset the matrix to its default state
    gl.glFrustumf(-ratio, ratio, -1, 1, 3, 7);  // apply the projection matrix
}

public void onDrawFrame(GL10 gl) {
    ...
    // Set GL_MODELVIEW transformation mode
    gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
    gl.glLoadIdentity();                      // reset the matrix to its default state

    // When using GL_MODELVIEW, you must set the camera view
    GLU.gluLookAt(gl, 0, 0, -5, 0f, 0f, 0f, 0f, 1.0f, 0.0f);
    ...
}

private final String vertexShaderCode =

    // This matrix member variable provides a hook to manipulate
    // the coordinates of objects that use this vertex shader.
    "uniform mat4 uMVPMatrix;   \n" +

    "attribute vec4 vPosition;  \n" +
    "void main(){               \n" +
    // The matrix must be included as part of gl_Position
    // Note that the uMVPMatrix factor *must be first* in order
    // for the matrix multiplication product to be correct.
    " gl_Position = uMVPMatrix * vPosition; \n" +

    "}  \n";

public void onSurfaceCreated(GL10 unused, EGLConfig config) {
    ...
    muMVPMatrixHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uMVPMatrix");
    ...
}

public void onSurfaceCreated(GL10 unused, EGLConfig config) {
    ...
    // Create a camera view matrix
    Matrix.setLookAtM(mVMatrix, 0, 0, 0, -3, 0f, 0f, 0f, 0f, 1.0f, 0.0f);
}

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

    float ratio = (float) width / height;

    // create a projection matrix from device screen geometry
    Matrix.frustumM(mProjMatrix, 0, -ratio, ratio, -1, 1, 3, 7);
}

public void onDrawFrame(GL10 unused) {
    ...
    // Combine the projection and camera view matrices
    Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix, 0, mProjMatrix, 0, mVMatrix, 0);

    // Apply the combined projection and camera view transformations
    GLES20.glUniformMatrix4fv(muMVPMatrixHandle, 1, false, mMVPMatrix, 0);

    // Draw objects
    ...
}

图1.插图换算成逆时针顺序绘制坐标列表。


在本例中，三角形的点中，使得它们在反时针方向绘制的顺序进行定义。在这些坐标被绘制的顺序定义了形状的卷绕方向。默认情况下，在OpenGL，这是逆时针方向绘制面对的是前脸。在图1所示的三角形被定义，以便你正在寻找的形状的前表面（由OpenGL作为解释），而另一侧是背面。


为什么很重要知道哪一个形状的脸是前面？答案与OpenGL的一个常用的功能，叫做脸扑杀做。面剔除是用于OpenGL的环境，它允许渲染流水线忽略（未计算或绘制）的形状的背面，节省了时间，存储器和处理周期一个选项：

// enable face culling feature
gl.glEnable(GL10.GL_CULL_FACE);
// specify which faces to not draw
gl.glCullFace(GL10.GL_BACK);

String extensions = javax.microedition.khronos.opengles.GL10.glGetString(
        GL10.GL_EXTENSIONS);

<uses feature android:name="android.hardware.opengles.aep"
              android:required="true" />

boolean deviceSupportsAEP = getPackageManager().hasSystemFeature
     (PackageManager.FEATURE_OPENGLES_EXTENSION_PACK);

private static double glVersion = 3.0;

private static class ContextFactory implements GLSurfaceView.EGLContextFactory {

  private static int EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION = 0x3098;

  public EGLContext createContext(
          EGL10 egl, EGLDisplay display, EGLConfig eglConfig) {

      Log.w(TAG, "creating OpenGL ES " + glVersion + " context");
      int[] attrib_list = {EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION, (int) glVersion,
              EGL10.EGL_NONE };
      // attempt to create a OpenGL ES 3.0 context
      EGLContext context = egl.eglCreateContext(
              display, eglConfig, EGL10.EGL_NO_CONTEXT, attrib_list);
      return context; // returns null if 3.0 is not supported;
  }
}

// Create a minimum supported OpenGL ES context, then check:
String version = javax.microedition.khronos.opengles.GL10.glGetString(
        GL10.GL_VERSION);
Log.w(TAG, "Version: " + version );
// The version format is displayed as: "OpenGL ES <major>.<minor>"
// followed by optional content provided by the implementation.

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