Android開發教程之OpenGL ES基礎（二）

 二、繪制多邊形

前面的教程都是關於設置GLSurfaceView.的，接下來的教程將教我們渲染出一個多邊形。3D模型用較小的元素創建（點，邊，面），他們可以被分別操作。

 

頂點

在Android中，我們通過float數組定義頂點，並將它放到字節型緩沖區內來獲取更好的性能。

下例的代碼即為上圖所示頂點。

OpenGL ES的很多功能都必須手動的開啟和關閉。

gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
// 設置頂點數據，3代表XYZ坐標系
gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, vertexBuffer);
// 關閉頂點設置
gl.glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);

 

邊

 

面

計算多邊形面的時候，一定要注意正確的方向.。因為這將決定哪一面為正面哪一面為背面。 所以我們盡量保證整個項目都使用相同的環繞。

gl.glFrontFace(GL10.GL_CCW);

控制多邊形的正面是如何決定的。在默認情況下，mode是GL_CCW。

mode的值為： 　　

GL_CCW 表示窗口坐標上投影多邊形的頂點順序為逆時針方向的表面為正面。 　　

GL_CW 表示頂點順序為順時針方向的表面為正面。

頂點的方向又稱為環繞。

gl.glEnable(GL10.GL_CULL_FACE);

gl.glCullFace(GL10.GL_BACK);

剔除多邊形的背面，禁用多邊形背面上的光照、陰影和顏色計算及操作。

gl.glDisable(GL10.GL_CULL_FACE);  

多邊形

到了繪制面的時候了， 我們使用默認的逆時針環繞。

下例代碼將繪制上圖多邊形。

// 將坐標數組放入字節緩存中 
// (1) 分配緩存，一個short為2個字節，所以要乘以2 
ByteBuffer ibb = ByteBuffer.allocateDirect(indices.length * 2); 
// (2) 設置字節處理規則 
ibb.order(ByteOrder.nativeOrder()); 
// (3) 轉換為short型字符 
ShortBuffer indexBuffer = ibb.asShortBuffer(); 
// (4) 放入坐標數組 
indexBuffer.put(indices); 
// (5) 復位 
indexBuffer.position(0); 

渲染

是時候弄些玩意兒到屏幕上去了，繪制時我們將用到兩個函數

public abstract void glDrawArrays(int mode, int first, int count)

通過我們構造的頂點緩存來繪制頂點

public abstract void glDrawElements(int mode, int count, int type, Buffer indices)

和glDrawArrays類似，但需要直接傳入type（索引值的類型，如GL_UNSIGNED_SHORT, or GL_UNSIGNED_INT），和indices（索引緩存）

兩者的共同點是，都必須知道他們需要畫什麼。怎樣渲染圖元，有不同方式，為了幫助調試，我們應該了解它們。

 

Mode：

GL_POINTS

繪制獨立的點到屏幕

GL_LINE_STRIP

連續的連線，第n個頂點與第n-1個頂點繪制一條直線

GL_LINE_LOOP

和上面相同，但首尾相連

GL_LINES

各對獨立的線段

GL_TRIANGLES

各個獨立的三角形

GL_TRIANGLE_STRIP

繪制一系列的三角形，先是頂點 v0, v1, v2, 然後是 v2, v1, v3 (注意規律), 然後v2, v3, v4等。該規律確保所有的三角形都以相同的方向繪制。

GL_TRIANGLE_FAN

和GL_TRIANGLE_STRIP類似, 但其先繪制 v0, v1, v2, 再是 v0, v2, v3, 然後 v0, v3, v4等。

我認為GL_TRIANGLES是使用最方便的，所以我們將先使用它。

public class Square { 
    // 頂點坐標數組 
    private float vertices[] = { -1.0f, 1.0f, 0.0f, // 0, 左上 
        -1.0f, -1.0f, 0.0f, // 1, 左下 
.0f, -1.0f, 0.0f, // 2, 右下 
.0f, 1.0f, 0.0f, // 3, 右上 
    }; 
    // 連接規則 
    private short[] indices = { 0, 1, 2, 0, 2, 3 }; 
    // 頂點緩存 
    private FloatBuffer vertexBuffer; 
    // 索引緩存 
    private ShortBuffer indexBuffer; 
 
 
    public Square() { 
        // 一個float為4 bytes, 因此要乘以4 
        ByteBuffer vbb = ByteBuffer.allocateDirect(vertices.length * 4); 
        vbb.order(ByteOrder.nativeOrder()); 
        vertexBuffer = vbb.asFloatBuffer(); 
        vertexBuffer.put(vertices); 
        vertexBuffer.position(0); 
        // short類型同理 
        ByteBuffer ibb = ByteBuffer.allocateDirect(indices.length * 2); 
        ibb.order(ByteOrder.nativeOrder()); 
        indexBuffer = ibb.asShortBuffer(); 
        indexBuffer.put(indices); 
        indexBuffer.position(0); 
        } 
 
    /** 
     * 繪制正方形到屏幕 
     *  
     * @param gl 
     */ 
    public void draw(GL10 gl) { 
        // 逆時針環繞 
        gl.glFrontFace(GL10.GL_CCW); 
        // 開啟剔除功能 
        gl.glEnable(GL10.GL_CULL_FACE); 
        // 剔除背面 
        gl.glCullFace(GL10.GL_BACK); 
        // 開啟頂點緩存寫入功能 
        gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY); 
        // 設置頂點 
        // size:每個頂點有幾個數指描述。 
        // type:數組中每個頂點的坐標類型。 
        // stride:數組中每個頂點間的間隔，步長（字節位移）。 
        // pointer:存儲著每個頂點的坐標值。初始值為0 
        gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, vertexBuffer); 
        gl.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLES, indices.length, 
        GL10.GL_UNSIGNED_SHORT, indexBuffer); 
        // 關閉各個功能 
        gl.glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY); 
        gl.glDisable(GL10.GL_CULL_FACE); 
    } 
} 

我們必須在OpenGLRenderer類中初始化square

square = new Square();<!--EndFragment-->

並在主繪制方法中調用square的繪制方法

public void onDrawFrame(GL10 gl) {
    // 清除屏幕和深度緩存
    gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    // 繪制正方形
    square.draw(gl);
}

如果你現在運行應用，我們又看到了華麗的黑屏，為什麼？因為OpenGL ES渲染默認的當前位置為(0,0,0)，窗口的定位也一樣。而且OpenGL ES不渲染太靠近窗體定位的東西。解決方法就是移動繪制的位置。

gl.glTranslatef(0, 0, -4);  <!--EndFragment-->

再次運行應用你將看到該正方形已經被繪制，但是它好像離我們越來越遠一樣，最後消失了。

OpenGL ES不會在畫面之間復位繪制點，所以我們要自己完成。

// 重置當前的模型觀察矩陣
gl.glLoadIdentity();<!--EndFragment-->

現在，我們運行應用將會看到一個固定位置的正方形。