Android 3D编程

// 启用阴影平滑 gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH); // 黑色背景 gl.glClearColor(0, 0, 0, 0); // 设置深度缓存 gl.glClearDepthf(1.0f); // 启用深度测试 gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST); // 所作深度测试的类型 gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL); // 告诉系统对透视进行修正 gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTIO N_HINT, GL10.GL_FASTEST);





Renderer接口„ „ Renderer是GLSurfaceView 的一个接口interface GLSurfaceView.Renderer 一个普通的绘图接口，渲染器负责调用OpenGL函数 画一帧( 组成动画的单幅图象) 通常，使用Renderer的子类，渲染器将以一个独立 的线程被调用，使渲染性能从UI 线程中分离出来。 通常需要通过UI 线程与渲染器通信，因为UI 线 程是接收输入事件的界面。可以使用标准的Java技术 通跨线程通信，或者可以使用queueEvent（ Runnable接口）的便捷方法跨线程通信。



（5）当窗口大小发生改变时系统将调用 onSurfaceChange 方法，可以在该方法中设置 OpenGL 场景大小 ，代码如下： //设置OpenGL场景的大小 gl.glViewport(0, 0, width, height); （6）、场景画出来了，接下来我们就要实现 场景里面的内容，比如：设置它的透视图，让 它有种越远的东西看起来越小的感觉，代码如 下：

glHint 用于告诉 OpenGL 我们希望进行最好的 透视修正，这会轻微地影响性能，但会使得透 视图更好看。 glClearColor 设置清除屏幕时所用的颜色，色 彩值的范围从 0.0f~1.0f 大小从暗到亮的过程 。 glShadeModel 用于启用阴影平滑度。阴影平 滑通过多边形精细地混合色彩，并对外部光进 行平滑。 glDepthFunc 为将深度缓存设想为屏幕后面的 层，它不断地对物体进入屏幕内部的深度进行 跟踪。 glEnable 启用深度测试。





3、OpenGL ES 简介 Android 3D 引擎采用的是OpenGL ES。OpenGL ES是 一套为手持和嵌入式系统设计的3D引擎API，由 Khronos公司维护。在PC领域，一直有两种标准的3D API进行竞争，OpenGL 和 DirectX。一般主流的游戏 和显卡都支持这两种渲染方式，DirectX在Windows平 台上有很大的优势，但是 OpenGL 具有更好的跨平台 性。 由于嵌入式系统和PC相比，一般说来，CPU、内存等 都比PC差很多，而且对能耗有着特殊的要求，许多嵌 入式设备并没有浮点运算协处理器，针对嵌入式系统 的以上特点，Khronos对标准的 OpenGL 系统进行了 维护和改动，以期望满足嵌入式设备对3D绘图的要求 。
Android 3D编程
本章内容

opengl

opengl es


1、什么是 OpenGL? OpenGL 是个专业的3D程序接口，是一个 功能强大，调用方便的底层3D图形库。 OpenGL 的前身是 SGI 公司为其图形工作站开 的 IRIS GL。IRIS GL 是一个工业标准的3D图形 软件接口，功能虽然强大但是移植性不好，于 是 SGI 公司便在 IRIS GL 的基础上开发 OpenGL 。它独立于窗口系统和操作系统，以 它为基础开发的应用程序可以十分方便地在各 种平台间移植；OpenGL广泛用于3D游戏； OpenGL使用简便，效率高。



2、OpenGL特点及功能 (1). 建模：OpenGL图形库除了提供基本的点、线、多边形的绘制 函数外，还提供了复杂的三维物体（球、锥、多面体、茶壶等） 以及复杂曲线和曲面绘制函数。 (2). 变换：OpenGL图形库的变换包括基本变换和投影变换。基本 变换有平移、旋转、变比镜像四种变换，投影变换有平行投影（ 又称正射投影）和透视投影两种变换。其变换方法有利于减少算 法的运行时间，提高三维图形的显示速度。 (3). 颜色模式设置：OpenGL颜色模式有两种，即RGBA 模式和颜 色索引（Color Index）。在RGBA模式下所有颜色的定义用RGB三 个值来表示，有时也加上Alpha值（表示透明度）。RGB三个分 量值的范围都在0和1之间，它们在最终颜色中所占的比例与它们 的值成正比。如：（1、1、0）表示黄色，（0、0、1）表示蓝 色。颜色索引模式下每个象素的颜色是用颜色索引表中的某个颜 色索引值表示（类似于从调色板中选取颜色）。由于三维图形处 理中要求颜色灵活，而且在阴影，光照，雾化，融合等效果处理 中RGBA的效果要比颜色索引模式好，所以，在编程时大多采用 RGBA模式。


3、OpenGL ES 简介 Android 3D 引擎采用的是OpenGL ES。OpenGL ES是 一套为手持和嵌入式系统设计的3D引擎API，由 Khronos公司维护。在PC领域，一直有两种标准的3D API进行竞争，OpenGL 和 DirectX。一般主流的游戏 和显卡都支持这两种渲染方式，DirectX在Windows平 台上有很大的优势，但是 OpenGL 具有更好的跨平台 性。 由于嵌入式系统和PC相比，一般说来，CPU、内存等 都比PC差很多，而且对能耗有着特殊的要求，许多嵌 入式设备并没有浮点运算协处理器，针对嵌入式系统 的以上特点，Khronos对标准的 OpenGL 系统进行了 维护和改动，以期望满足嵌入式设备对3D绘图的要求 。


2、OpenGL特点及功能
(4). 光照和材质设置：OpenGL光有辐射光（Emitted Light ）、环 境光（Ambient Light）、漫反射光（Diffuse Light）和镜面光（ Specular Light）。材质是用光反射率来表示。场景（Scene ）中 物体最终反映到人眼的颜色是光的红绿蓝分量与材质红绿蓝分量 的反射率相乘后形成的颜色。 (5): 纹理映射（Texture Mapping）。利用OpenGL纹理映射功能 可以十分逼真地表达物体表面细节。 (6): 位图显示和图象增强图象功能除了基本的拷贝和像素读写外 ，还提供融合（Blending ）、反走样（Antialiasing）和雾（fog ）的特殊图象效果处理。以上三条可使被仿真物更具真实感，增 强图形显示的效果。 (7)：双缓存动画（Double Buffering）双缓存即前台缓存和后台 缓存，简言之，后台缓存计算场景、生成画面，前台缓存显示后 台缓存已画好的画面。 „ 此外，利用OpenGL还能实现深度暗示（Depth Cue）、运动模糊 （Motion Blur）等特殊效果。从而实现了消隐算法。


5. opengl 3D绘图
„ 1> 在android中首先要取得一个GLSurfaceView 类 的对象.这个对象用来保存画出的图形.画图的具体 操作是在Render中来实现的.通过GLSurfaceView 的setRender 对象来开启一个线程绘制图形. 2> 实现GLSurfaceView.Renderer接口.„ 这个类就是 绘图的主要类, 具体画图是在 GLSurfaceView.Renderer的onDrawFrame方法里 面, 在GLSurfaceView 中会不停的调用这个方法画 图.„ 每次画前如非特别需要都得去清空一次屏幕.
7.例子



„ （1）、导入 Renderer 类 import android.opengl.GLSurfaceView.Renderer; （2）、新建一个类来实现 Renderer 接口，代码如下： import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig; import javax.microedition.khronos.opengles.GL10; import android.opengl.GLSurfaceView.Renderer; public class OpenGLRender implements Renderer { @Override public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) { } @Override public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) { gl.glViewport(0, 0, width, height); } @Override public void onDrawFrame(GL10 gl) { gl.glClearColor(0.4f, 0.6f, 0.2f, 1.0f); gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT); }

//设置投影矩阵 gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION); //重置投影矩阵 gl.glLoadIdentity(); // 设置视口的大小 gl.glFrustumf(-ratio, ratio, -1, 1, 1, 10); // 选择模型观察矩阵 gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW); // 重置模型观察矩阵 gl.glLoadIdentity();
}ห้องสมุดไป่ตู้




（3）onSurfaceCreated : 在这个方法中主要用 来设置一些绘制时不常变化的参数，比如背景 色等 onDrawFrame: 定义实际的绘图操作。 onSurfaceChanged: 如果设备支持屏幕横向和 纵向切换，这个方法将发生在横向<->纵向互 换时。此时可以重新设置绘制的纵横比率。 （4）当窗口被创建时需要调用 onSurfaceCreate ，我们可以在这里对 OpenGL 做一些初始化工作，例如：

4、 Android OpenGL ES 简介 Android系统使用 OpenGL 的标准接口来支持 3D图形功能，android 3D 图形系统也分为 java 框架和本地代码两部分。本地代码主要实 现的 OpenGL 接口的库，在 Java 框架层， javax.microedition.khronos.opengles 是 java 标 准的 OpenGL 包，android.opengl包提供了 OpenGL 系统和 Android GUI 系统之间的联系 。Android系统使用OpenGL画3D 时要引入上 面两个包中的类




5. opengl 3D绘图
绘图的过程: „
„ 1> 设置要画图的点, 一般是中心点.( 这个可以 去用openGL中ViewPoint) „ 2> 启用各种数组 „ 3> 关联顶点坐标数组 „ 4> 关联顶点颜色数组 „ 5> 画各种图形. 点/ 线/ 多边形.





6、GLSurfaceView
GLSurfaceView一个SurfaceView实现，它使用了专 „
用的表面显示OpenGL画出的图形, 是图形运行的环境„ GLSurfaceView 是也绘制3D图形的环境,可以把 这个环境加载到android 的界面Activity上去„ GLSurfaceView 派生于View类。 通常，使用GLSurfaceView 的子类，在大多数情况下 ,GLSurfaceView行为是通过调用“set”方法定制的。 „ 例如，通过调用setRenderer( Renderer) 。绘图委派 给一个独立的Renderer对象完成 初始化GLSurfaceView调用setRenderer(Renderer)完 成，„ 调用setRenderer （GLSurfaceView.Renderer） 注册一个GLSurfaceView.Renderer。 ( Renderer做具体的OpenGL画图工作).