能够定义要在 OpenGL ES 视图上下文中绘制的形状是为应用创建高端图形的第一步。如果不了解 OpenGL ES 期望您如何定义图形对象的一些基本注意事项,使用 OpenGL ES 进行绘制可能会有点棘手。
本课将介绍相对于 Android 设备屏幕的 OpenGL ES 坐标系、定义形状、形状面以及三角形和正方形的基础知识。
定义三角形
通过 OpenGL ES,您可以使用三维空间中的坐标定义绘制的对象。因此,在绘制三角形之前,您必须先定义其坐标。在 OpenGL 中,执行此操作的典型方法是为坐标定义浮点数的顶点数组。为了最大限度地提高效率,您应将这些坐标写入 ByteBuffer
,它会传递到 OpenGL ES 图形管道进行处理。
Kotlin
// number of coordinates per vertex in this array const val COORDS_PER_VERTEX = 3 var triangleCoords = floatArrayOf( // in counterclockwise order: 0.0f, 0.622008459f, 0.0f, // top -0.5f, -0.311004243f, 0.0f, // bottom left 0.5f, -0.311004243f, 0.0f // bottom right ) class Triangle { // Set color with red, green, blue and alpha (opacity) values val color = floatArrayOf(0.63671875f, 0.76953125f, 0.22265625f, 1.0f) private var vertexBuffer: FloatBuffer = // (number of coordinate values * 4 bytes per float) ByteBuffer.allocateDirect(triangleCoords.size * 4).run { // use the device hardware's native byte order order(ByteOrder.nativeOrder()) // create a floating point buffer from the ByteBuffer asFloatBuffer().apply { // add the coordinates to the FloatBuffer put(triangleCoords) // set the buffer to read the first coordinate position(0) } } }
Java
public class Triangle { private FloatBuffer vertexBuffer; // number of coordinates per vertex in this array static final int COORDS_PER_VERTEX = 3; static float triangleCoords[] = { // in counterclockwise order: 0.0f, 0.622008459f, 0.0f, // top -0.5f, -0.311004243f, 0.0f, // bottom left 0.5f, -0.311004243f, 0.0f // bottom right }; // Set color with red, green, blue and alpha (opacity) values float color[] = { 0.63671875f, 0.76953125f, 0.22265625f, 1.0f }; public Triangle() { // initialize vertex byte buffer for shape coordinates ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect( // (number of coordinate values * 4 bytes per float) triangleCoords.length * 4); // use the device hardware's native byte order bb.order(ByteOrder.nativeOrder()); // create a floating point buffer from the ByteBuffer vertexBuffer = bb.asFloatBuffer(); // add the coordinates to the FloatBuffer vertexBuffer.put(triangleCoords); // set the buffer to read the first coordinate vertexBuffer.position(0); } }
默认情况下,OpenGL ES 会假定一个坐标系,其中 [0,0,0] (X,Y,Z) 指定 GLSurfaceView
帧的中心,[1,1,0] 指定帧的右上角,[-1,-1,0] 指定帧的左下角。如需查看此坐标系的图示,请参阅 OpenGL ES 开发者指南。
请注意,此形状的坐标是按照逆时针顺序定义的。绘制顺序很重要,因为它定义了哪一侧是形状的正面(您通常想要绘制的)以及哪一侧是背面(您可以使用 OpenGL ES 剔除面功能选择不进行绘制)。如需详细了解面和剔除功能,请参阅 OpenGL ES 开发者指南。
定义方形
在 OpenGL 中定义三角形非常简单,但如果您希望定义更复杂的三角形,该怎么办?假设定义方形呢?有多种方式可以执行此操作,但在 OpenGL ES 中绘制此类形状的典型方式是使用两个绘制在一起的三角形:
![](https://developer.android.google.cn/static/images/opengl/ccw-square.png?authuser=8&hl=uk)
图 1. 使用两个三角形绘制一个方形。
同样,您应该按逆时针顺序为表示该形状的两个三角形定义顶点,并将值放入 ByteBuffer
。为了避免将两个三角形共用的两个坐标定义两次,请使用绘制列表告知 OpenGL ES 图形管道如何绘制这些顶点。下面是此形状的代码:
Kotlin
// number of coordinates per vertex in this array const val COORDS_PER_VERTEX = 3 var squareCoords = floatArrayOf( -0.5f, 0.5f, 0.0f, // top left -0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom left 0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom right 0.5f, 0.5f, 0.0f // top right ) class Square2 { private val drawOrder = shortArrayOf(0, 1, 2, 0, 2, 3) // order to draw vertices // initialize vertex byte buffer for shape coordinates private val vertexBuffer: FloatBuffer = // (# of coordinate values * 4 bytes per float) ByteBuffer.allocateDirect(squareCoords.size * 4).run { order(ByteOrder.nativeOrder()) asFloatBuffer().apply { put(squareCoords) position(0) } } // initialize byte buffer for the draw list private val drawListBuffer: ShortBuffer = // (# of coordinate values * 2 bytes per short) ByteBuffer.allocateDirect(drawOrder.size * 2).run { order(ByteOrder.nativeOrder()) asShortBuffer().apply { put(drawOrder) position(0) } } }
Java
public class Square { private FloatBuffer vertexBuffer; private ShortBuffer drawListBuffer; // number of coordinates per vertex in this array static final int COORDS_PER_VERTEX = 3; static float squareCoords[] = { -0.5f, 0.5f, 0.0f, // top left -0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom left 0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom right 0.5f, 0.5f, 0.0f }; // top right private short drawOrder[] = { 0, 1, 2, 0, 2, 3 }; // order to draw vertices public Square() { // initialize vertex byte buffer for shape coordinates ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect( // (# of coordinate values * 4 bytes per float) squareCoords.length * 4); bb.order(ByteOrder.nativeOrder()); vertexBuffer = bb.asFloatBuffer(); vertexBuffer.put(squareCoords); vertexBuffer.position(0); // initialize byte buffer for the draw list ByteBuffer dlb = ByteBuffer.allocateDirect( // (# of coordinate values * 2 bytes per short) drawOrder.length * 2); dlb.order(ByteOrder.nativeOrder()); drawListBuffer = dlb.asShortBuffer(); drawListBuffer.put(drawOrder); drawListBuffer.position(0); } }
通过此示例,您可以简单了解如何使用 OpenGL 绘制比较复杂的形状。一般来说,您可以使用三角形的集合来绘制对象。在下一课中,您将学习如何在屏幕上绘制这些形状。