OpenGL 入门二：绘制三角形

1、背景

本文我们基于最基础，最简单的 OpenGL API，最终实现三角形的绘制（基于 OpenGL 1.0 Java 接口）。本文只对 OpenGL 相关接口使用进行介绍，深入原理后续逐步剖析。

2、Android OpenGL 环境搭建

Android 为我们提供了 SurfaceView，可以在一个新启的单独线程中可以重新绘制画面，GLSurfaceView 在 SurfaceView 的基础上绑定了 OpenGL 相关环境。工作中我们用到这两个控件主要是播放视频，预览摄像头画面，今天我们使用 GLSurfaceView 调用 OpenGL 相关接口进行绘制。

首先，GLSurfaceView 的创建和普通 View 没区别：GLSurfaceView view = new GlSurfaceView(context);

接着，我们需要为 GLSurfaceView 设置渲染器GLSurfaceView.Renderer：view.setRenderer(renderer)。

GLSurfaceView.Renderer是一个接口，要实现这个接口需要实现三个方法：

public class MyRenderer 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) {  }

这三个方法的调用时机：

1. onSurfaceCreated 是 GLSurfaceView 被创建时，调用线程是 GL 线程；

2. onSurfaceChanged 是 GLSurfaceVIew 大小发生改变时，比如收到虚拟按键隐藏显示等影响导致大小发生改变；

3. onDrawFrame 是真正的执行，GLSurfaceView 可以通过setRenderMode设置渲染模式，有两种渲染模式：

4. RENDERMODE_WHEN_DIRTY：脏渲染，命令渲染，只有 surface 被创建时或者我们主动调用requestRender时才会触发onDrawFrame方法回调；

5. RENDERMODE_CONTINUOUSLY：持续渲染，GL 线程会持续的调用onDrawFrame进行绘制。

接下来我们实现这三个接口就可以进行具体绘制了。

3、绘制步骤

3.1 onSurfaceCreated

在onSurfaceCreate中做一些一次性操作：

1. 设置清屏色：gl.glClearColor(0f, 0f, 0f, 1f);，代表整个背景的颜色，最小 0，最大 1，四个参数分别代表 R、G、B、A 分量；

2. 启用顶点缓存：gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);，glEnableClientState 和 glDisableClientState 启用或禁用单个客户端功能。默认情况下，禁用所有客户端功能，我们这里会用到顶点缓存，所以需要手动开启。

3.2 onSurfaceChanged

onSurfaceChange回调时拿到了实际渲染窗口大小，可以：

1. 设置视口大小：gl.glViewport(0, 0, width, height);
   

2. 设置投影矩阵：

3. 设置投影矩阵：gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
   

4. 加载单位矩阵，重置投影矩阵：gl.glLoadIdentity();
   

5. 设置平截头体：gl.glFrustumf(-ratio, ratio, -1, 1, 3, 7);，前四个参数代表近平面（左右下上），后面两个参数分别代表近平面 Z 坐标值。

3.3 onDrawFrame

每次绘制时我们要做一些事情：

1. 清除颜色缓冲区和深度缓冲区：gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
   

2. 加载模型视图矩阵：gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
   

3. 加载单位矩阵，重置模型视图矩阵：gl.glLoadIdentity();
   

4. 设置摄像机/眼睛坐标：GLU.gluLookAt(gl, 0f, 0f, 5f, 0f, 0f, 0f, 0f, 1f, 0f);分别代表摄像机 XYZ 坐标、朝向 XYZ 坐标、朝上 XYZ 坐标

5. 设置绘制颜色：gl.glColor4f(1f, 0f, 0f, 1f);，这里我们设置为红色

6. 设置三角形顶点集合：gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0,buffer);，第一个参数代表每个点多少个 type，第二个参数代表每个点表达数据类型，第三个参数步幅，这里是 0，buffer 是 java.nio.Buffer，存放顶点坐标数据

7. 绘制三角形：gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLES, 0, 3);
   

3.4 效果展示

用到的顶点坐标：

float[] vertexCoords = {        0.2f,0f,0f,        0.6f,0f,0f,        0.4f,0.5f,0f}

4、总结

本文介绍了 Android 系统提供的 GLSurfaceView 的用法及绘制一个最基本的图像：三角形用到的 API：设置清屏色、启用顶点缓存、设置视口、设置投影矩阵等。