A. Android OpenGL表面崩溃在设备方向改变问题,怎么解决
准备为了开始本次的教程,你必须具备:1.一款支持Android开发的IDE,如果你没有的话,可以在AndroidDeveloperwebsite下载最新版本的Androidstudio。2.一款运行Android4.0之上Android手机,并且GPU支持OpenGLES2.03.对OpenGL的基本知识了解设置OpenGLES环境创建GLSurfaceView为了显示OpenGL的图形,你需要使用GLSurfaceView类,就像其他任何的View子类意义,你可以将它添加到你的Activity或Fragment之上,通过在布局xml文件中定义或者在代码中创建实例。在本次的教程中,我们使用GLSurfaceView作为唯一的View在我们的Activity中,因此,为了简便,我们在代码中创建GLSurfaceView的实例并将其传入setContentView中,这样它将会填充你的整个手机屏幕。Activity中的onCreate方法如下:protectedvoidonCreate(BundlesavedInstanceState){super.onCreate(savedInstanceState);GLSurfaceViewview=newGLSurfaceView(this);setContentView(view);}123456123456因为媒体效果的框架仅仅支持OpenGLES2.0及以上的版本,所以在setEGLContextClientVersion方法中传入2;view.setEGLContextClientVersion(2);11为了确保GLSurfaceView仅仅在必要的时候进行渲染,我们在setRenderMode方法中进行设置:view.setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_WHEN_DIRTY);11创建RendererRenderer负责渲染GLSurfaceView中的内容。创建类实现接口GLSurfaceView.Renderer,在这里我们打算将这个类命名为EffectsRenderer,添加构造函数并覆写接口中的抽象方法,如下:.Renderer{publicEffectsRenderer(Contextcontext){super();}@(GL10gl,EGLConfigconfig){}@(GL10gl,intwidth,intheight){}@OverridepublicvoidonDrawFrame(GL10gl){}}回到Activity中调用setRenderer方法,让GLSurfaceView使用我们创建的Renderer:view.setRenderer(newEffectsRenderer(this));11编写Manifest文件如果你想要发布你的App到谷歌商店,在AndroidManifest.xml文件中添加如下语句:11这会确保你的app只能被安装在支持OpenGLES2.0的设备之上。现在OpenGL环境准备完毕。创建一个OpenGL平面定义顶点GLSurfaceView是不能直接显示一张照片的,照片首先应该被转化为纹理,应用在OpenGLsquare之上。在本次教程中,我将创建一个2D平面,并且具有4个顶点。为了简单,我将使用一个长方形,现在,创建一个新的类Square,用它来代表形状。publicclassSquare{}123123默认的OpenGL系统的坐标系中的原点是在中心,因此4个角的坐标可以表示为:左下角:(-1,-1)右下角:(1,-1)右上角:(1,1)左上角:(-1,1)我们使用OpenGL绘制的所有的物体都应该是由三角形决定的,为了画一个方形,我们需要两个具有一条公共边的三角形,那意味着这些三角形的坐标应该是:triangle1:(-1,-1),(1,-1),和(-1,1)triangle2:(1,-1),(-1,1),和(1,1)创建一个float数组来代表这些顶点:privatefloatvertices[]={-1f,-1f,1f,-1f,-1f,1f,1f,1f,};123456123456为了在square上定位纹理,需要确定纹理的顶点坐标,创建另一个数组来表示纹理顶点的坐标:privatefloattextureVertices[]={0f,1f,1f,1f,0f,0f,1f,0f};123456123456创建缓冲区这些坐标数组应该被转变为缓冲字符(bytebuffer)在OpenGL可以使用之前,接下来进行定义:;;1212在initializeBuffers方法中去初始化这些缓冲区:使用ByteBuffer.allocateDirect来创建缓冲区,因为float是4个字节,那么我们需要的byte数组的长度应该为float的4倍。下面使用ByteBuffer.nativeOrder方法来定义在底层的本地平台上的byte的顺序。使用asFloatBuffer方法将ByteBuffer转化为FloatBuffer,在FloatBuffer被创建后,我们调用put方法来将float数组放入缓冲区,最后,调用position方法来保证我们是由缓冲区的开头进行读取。privatevoidinitializeBuffers(){ByteBufferbuff=ByteBuffer.allocateDirect(vertices.length*4);buff.order(ByteOrder.nativeOrder());verticesBuffer=buff.asFloatBuffer();verticesBuffer.put(vertices);verticesBuffer.position(0);buff=ByteBuffer.allocateDirect(textureVertices.length*4);buff.order(ByteOrder.nativeOrder());textureBuffer=buff.asFloatBuffer();textureBuffer.put(textureVertices);textureBuffer.position(0);}创建着色器着色器只不过是简单的运行在GPU中的每个单独的顶点的C程序,在本次教程中,我们使用两种着色器:顶点着色器和片段着色器。顶点着色器的代码:attributevec4aPosition;attributevec2aTexPosition;varyingvec2vTexPosition;voidmain(){gl_Position=aPosition;vTexPosition=aTexPosition;};12345671234567片段着色器的代码precisionmediumpfloat;uniformsampler2DuTexture;varyingvec2vTexPosition;voidmain(){gl_FragColor=texture2D(uTexture,vTexPosition);};123456123456如果你了解OpenGL,那么这段代码对你来说是熟悉的,如果你不能理解这段代码,你可以参考OpenGLdocumentation。这里有一个简明扼要的解释:顶点着色器负责绘制单个顶点。aPosition是一个变量被绑定到FloatBuffer上,包含着这些顶点的坐标。相似的,aTexPosition是一个变量被绑定到FloatBuffer上,包含着纹理的坐标。gl_Position是一个在OpenGL中创建的变量,代表每一个顶点的位置,vTexPosition是一个数组变量,它的值被传递到片段着色器中。在本教程中,片段着色器负责square的着色。它使用texture2D方法从纹理中拾取颜色,并且使用一个在OpenGL中被创建的变量gl_FragColor将颜色分配到片段。在该类中,着色器的代码应该被转化为String。="attributevec4aPosition;"+"attributevec2aTexPosition;"+"varyingvec2vTexPosition;"+"voidmain(){"+"gl_Position=aPosition;"+"vTexPosition=aTexPosition;"+"}";="precisionmediumpfloat;"+"uniformsampler2DuTexture;"+"varyingvec2vTexPosition;"+"voidmain(){"+"gl_FragColor=texture2D(uTexture,vTexPosition);"+"}";创建程序创建新的方法initializeProgram来创建一个编译和链接着色器的OpenGL程序。使用glCreateShader创建一个着色器对象,并且返回以int为表示形式的指针。为了创建顶点着色器,传递GL_VERTEX_SHADER给它。相似的,为了创建一个片段着色器,传递GL_FRAGMENT_SHADER给它。下面使用glShaderSource方法关联相对应的着色器代码到着色器上。使用glCompileShader编译着色器代码。在编译了着色器的代码后,创建一段新的的程序glCreateProgram,与glCreateShader相似,它也返回一个以int为表示形式的指针。调用glAttachShader方法附着着色器到程序中,最后,调用glLinkProgram进行链接。代码:privateintvertexShader;privateintfragmentShader;privateintprogram;privatevoidinitializeProgram(){vertexShader=GLES20.glCreateShader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER);GLES20.glShaderSource(vertexShader,vertexShaderCode);GLES20.glCompileShader(vertexShader);fragmentShader=GLES20.glCreateShader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER);GLES20.glShaderSource(fragmentShader,fragmentShaderCode);GLES20.glCompileShader(fragmentShader);program=GLES20.glCreateProgram();GLES20.glAttachShader(program,vertexShader);GLES20.glAttachShader(program,fragmentShader);GLES20.glLinkProgram(program);}你可能会发现,OpenGL的方法(以gl开头的)都是在GLES20类中,这是因为我们使用的是OpenGLES2.0,如果我们使用更高的版本,就会用到这些类:GLES30,GLES31。画出形状现在定义draw方法来利用我们之前定义的点和着色器进行绘制。下面是你需要做的:1.使用glBindFramebuffer方法创建一个帧缓冲对象(FBO)2.调用glUseProgram创建程序,就像之前所提3.传递GL_BLEND给glDisable方法,在渲染过程中禁用颜色的混合。4.调用glGetAttribLocation得到变量aPosition和aTexPosition的句柄5.使用glVertexAttribPointer连接aPosition和aTexPosition的句柄到各自的verticesBuffer和textureBuffer6.使用glBindTexture方法绑定纹理(作为draw方法的参数传入)到片段着色器上7.调用glClear方法清空GLSurfaceView的内容8.最后,使用glDrawArrays方法画出两个三角形(也就是方形)代码:publicvoiddraw(inttexture){GLES20.glBindFramebuffer(GLES20.GL_FRAMEBUFFER,0);GLES20.glUseProgram(program);GLES20.glDisable(GLES20.GL_BLEND);intpositionHandle=GLES20.glGetAttribLocation(program,"aPosition");inttextureHandle=GLES20.glGetUniformLocation(program,"uTexture");inttexturePositionHandle=GLES20.glGetAttribLocation(program,"aTexPosition");GLES20.glVertexAttribPointer(texturePositionHandle,2,GLES20.GL_FLOAT,false,0,textureBuffer);GLES20.glEnableVertexAttribArray(texturePositionHandle);GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE0);GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D,texture);GLES20.glUniform1i(textureHandle,0);GLES20.glVertexAttribPointer(positionHandle,2,GLES20.GL_FLOAT,false,0,verticesBuffer);GLES20.glEnableVertexAttribArray(positionHandle);GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLE_STRIP,0,4);}在构造函数中添加初始化方法:publicSquare(){initializeBuffers();initializeProgram();}12341234渲染OpenGL平面和纹理现在我们的渲染器什么也没做,我们需要改变它来渲染我们在前面创造的平面。首先,让我们创建一个Bitmap,添加一张照片到res/drawable文件夹之下,我把它命名为forest.jpg,使用BitmapFactory将照片转化为Bitmap。另外将照片的尺寸存储下来。改变EffectsRenderer的构造函数如下,privateBitmapphoto;privateintphotoWidth,photoHeight;publicEffectsRenderer(Contextcontext){super();photo=BitmapFactory.decodeResource(context.getResources(),R.drawable.forest);photoWidth=photo.getWidth();photoHeight=photo.getHeight();}1234567812345678
B. 如何在Android上使用OpenGL ES 2.0绘制点
FrameBuffer对象的概念可以参见前面文章AndroidOpenGLES开发教程(23):FrameBuffer。简单的和2D图像类比,FrameBuffer如果对应到二维图形环境中,就是一个2D的内存数组空间,缺省情况为屏幕的显存,也可以创建Offscreen内存空间,此时FrameBuffer可以是一个二维数组,数组每个元素代表一个像素颜色。对于三维图形来说,除了需要代表颜色的二维数组(ColorBuffer),还需要深度二维数组(DepthBuffer)或遮罩数组(StencilBuffer),因此在OpenGL中的FrameBuffer为上述ColorBuffer,DepthBuffer,StencilBuffer的集合。如果手机具有GPU,其缺省的FrameBuffer也是3D屏幕显示区域。通过OpenglES扩展支持,应用程序也可以创建内存中的FrameBuffer对象(不用于屏幕显示)。通过这种应用程序创建的FrameBuffer对象,OpenGL应用可以将图像显示输出重新定向到这个非屏幕显示用FrameBuffer对象中,类似于二维图形绘制中常用的Offscreen技术。和缺省的屏幕显示FrameBuffer一样,由应用程序创建的FrameBuffer对象也是由ColorBuffer,DepthBuffer和StencilBuffer(可选)的集合组成。这些Buffer在FrameBuffer对象中可以称为FrameBuffer-attachable图像,FrameBuffer定义了一些接入点(AttachmentPoint)可以用于连接(Attach)这些Buffer数组。OpenGLES定义了两种FrameBuffer-attachable图像,Texture和renderbuffer,简单的可以将Texture理解为Colorbuffer或是2D图像,renderbuffer对应于depthbuffer。
C. Android OpenGL 的基本使用
由于本人现在在公司做Android上的OpenGL图像处理相关功能,以前没有搞过这方面的知识,所以一切只能从头开始搞起,接下来将会慢慢分享其他方面的内容,先用这篇比较基础的文章来开头。
刚才我们谈到图像处理,在做图像处理我们不是可以用Canvas来绘制吗,怎么还要用OpenGL那么陌生的东西来搞?为什么要用OpenGL,肯定有它的好处。
接下来我们会来讲解如何在Android项目开发过程中加入OpenGL,在开始前我们先了解同OpenGL ES密切相关的载体:GLSurfaceView:
要用OpenGL绘制,首先要有GLSurfaceVie的实例
现在OpenGL ES版本已经到3.0了,Android平台上目前有1.0和2.0,我们使用的是2.0,在使用前在onCreate()方法中检查是否支持2.0的版本并且确定使用2.0
一般我们只需要使用“configurationInfo.reqGlEsVersion >= 0x20000”,至于加后面主要是用于模拟器检查,假定模拟器支持2.0。
前面说到GLSurfaceView挖了一个洞,就是为了看见下面的渲染表面,同样实在onCreate()方法中
通过setEGLContextClientVersion()方法配置surface视图,设定好使用的OpenGL版本,然后调用setRenderer()传进有自定义Renderer类的新实例。当Surface创建或者发生变化的时候,以及绘制一幅新帧时,渲染器都会被GLSurfaceView调用。
GLSurfaceView的生命周期要协同好Activity的生命周期,避免造成内存泄漏。
Renderer类也就是我们的渲染类了,它是通过实现Renderer接口来实现功能的。
渲染器接口定义的方法:
实现Renderer的接口方法
首选在onSurfaceCreated()中调用glClearColor设置清空屏幕用的颜色,这里使用红色。
设置视口的大小
在onDrawFrame()中调用glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)清空屏幕,会调用glClearColor中定义的颜色来填充整个屏幕。通过这几个步骤,基本上就可以在GLSurfaceView绘制出东西了,在这里我只是简单的用红色绘制整个屏幕。
OpenGL在Android上的使用基本上是这样,但是,当然没那么简单,在使用OpenGL进行绘制算是比较繁琐的过程,后面也会慢慢去揭晓其他使用方法,来构造一幅一幅精美的特效静/动图。