Android OpenGL ES系列目录

本系列文章主要是基于LearnOpenGL和对应的中文教程。与原教程主要的差异是，该系列讲解的是基于Android设备环境的OpenGL ES，并提供对应的Java示例。

本文原文：Creating a window、Hello Window

中文原文：创建窗口、你好，窗口

在我们使用OpenGL渲染令人惊叹的图形前，第一件要做的事情就是设置OpenGL工作的上下文环境：OpenGL版本号、渲染器、渲染模式等。然后就是设置OpenGL渲染的窗口大小。

初始化OpenGL

创建一个自定义View，继承自GLSurfaceView

public class Window extends GLSurfaceView {}

初始化

在Window的构造方法中，初始化OpenGL

public Window(Context context, AttributeSet attrs) {
    super(context, attrs);
    setEGLContextClientVersion(2);
    setEGLConfigChooser(8, 8, 8, 8, 16, 8);
    
    setRenderer(new WindowRender());
    setRenderMode(RENDERMODE_WHEN_DIRTY);
}

setEGLContextClientVersion(int version)
- 设置创建哪个版本的OpenGL上下文。如果设置了不支持的版本，会导致crash。
- 传参为2：OpenGL ES 2.0 context
- 传参为3：OpenGL ES 3.0 context
setEGLConfigChooser(int redSize, int greenSize, int blueSize, int alphaSize, int depthSize, int stencilSize)
- OpenGLES默认会设置一块RGB888的surface和至少16bit的深度值。
- 前4个参数分别对应RGBA占用的bit数。
- 后2个参数是深度值和模板(Stencil)值，后面会讲。
setRenderer(Renderer renderer)
- 为当前View设置渲染器，并且启动渲染线程，调用渲染器进行渲染。渲染器负责调用OpenGL来渲染帧。该方法在GLSurfaceView的生命周期中只能调用一次。
- 以下的GLSurfaceView的方法只能在setRender之前调用：
  - setEGLConfigChooser(boolean)
  - setEGLConfigChooser(GLSurfaceView.EGLConfigChooser)
  - setEGLConfigChooser(int, int, int, int, int, int)
- 以下的GLSurfaceView的方法只能在setRender之后调用：
  - getRenderMode()
  - onPause()
  - onResume()
  - queueEvent(Runnable)
  - requestRender()
  - setRenderMode(int)
setRenderMode(int renderMode)
- 设置渲染模式，默认是RENDERMODE_CONTINUOUSLY。
- 两种渲染模式：
  - RENDERMODE_CONTINUOUSLY：渲染器会被定时重复用于渲染，不管数据是否更新
  - RENDERMODE_WHEN_DIRTY：渲染器只会在surface被创建以及requestRender方法被调用时，才会进行渲染。即有新数据才会进行渲染。按需渲染，更省电量、CPU、GPU

我们可以通过下面的代码获取设备支持的OpenGL ES版本

final ActivityManager activityManager = (ActivityManager) getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
final ConfigurationInfo configurationInfo = activityManager.getDeviceConfigurationInfo();
String version = configurationInfo.getGlEsVersion();

渲染器创建

创建渲染器WindowRender，继承自GLSurfaceView.Renderer接口，并实现接口的几个方法。注意，这几个方法由GLSurfaceView调用，是运行在名为GLThread的子线程的。

class WindowRender implements GLSurfaceView.Renderer {

    @Override
    public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
    }

    @Override
    public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
    }

    @Override
    public void onDrawFrame(GL10 gl) {
    }
}

Android有两套OpenGL ES的API：

包javax.microedition.khronos.opengles提供OpenGL ES 1.0/1.1标准实现，不支持2.0及以上。

包android.opengl，提供了一套静态函数接口，包括OpenGL ES 1.0/1.1、2.0和3.0/3.1/3.2等。

用哪一个？

Android2.2之后开始提供了android.opengl。现在基本没有低于2.2的手机了，所以我们采用android.opengl即可。注意：GLSurfaceView.Renderer接口的几个方法都有参数GL10 gl，这是包javax.microedition.khronos.opengles的，所以平常开发切勿使用。

视窗

在渲染之前，需要告诉OpenGL视窗起始坐标、大小，比如：

GLES20.glViewport(0, 0, 800, 600);

glViewport(int x,int y,int width,int height)
- x即left，y即top。(x,y)为窗口的左上角坐标点

我们通常是在渲染器的onSurfaceChanged里调用：

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

运行代码后，看到的输出画面如下：

OpenGL使用glViewport中定义的位置和宽高进行2D坐标的转换，将OpenGL中的位置坐标转换为你的屏幕坐标。例如，OpenGL中的坐标(-0.5, 0.5)有可能（最终）被映射为屏幕中的坐标(width / 4,height * 3 / 4)。注意，处理过的OpenGL x、y坐标范围均为-1到1，因此我们事实上将(-1, 1)范围内的x、y坐标分别映射到(0, width)和(0, height)。

渲染

渲染放在渲染器的onDrawFrame里，比如我们希望设置窗口的颜色：

@Override
public void onDrawFrame(GL10 gl) {
    GLES20.glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
    GLES20.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
}

glClearColor(float red,float green,float blue,float alpha)
- 4个参数分别代表R、G、B、A。取值范围是[0,1]。从测试结果来看，大于1按1算，小于0按0算。
glClear(int mask)
- 接受一个缓冲位(Buffer Bit)来指定要清空的缓冲，可能的缓冲位有GL_COLOR_BUFFER_BIT，GL_DEPTH_BUFFER_BIT和GL_STENCIL_BUFFER_BIT。

运行代码后，看到的输出画面如下：

相关源码在Window和WindowRender中。

Android OpenGL ES：创建窗口

初始化OpenGL

初始化

渲染器创建

视窗

渲染