OpenGL进阶之构建通用框架


一、关于GLSurfaceView

  • 编写OpenGL ES应用的起始点是从类GLSurfaceView开始，GLSurfaceView是OpenGL ES API的核心类，在Android上使用Opengl操作的对象是GLSurfaceView，这是一个继承自View的扩展。

  • 实现两个必须调用的方法

    • setRenderer()：设置renderer

    • setEGLContextClientVersion()：设置OpenGL版本号

      public class DefaultSurfaceView extends BaseSurfaceView {

    public DefaultSurfaceView(Context context) {
        super(context);
        setEGLContextClientVersion();
        setRenderer();
    }

    @Override
    protected void setRenderer() {
        DefaultRenderer defaultRenderer = new DefaultRenderer(mContext);
        defaultRenderer.setBitmap(getBitmap());
        setRenderer(defaultRenderer);
        setRenderMode(RENDERMODE_WHEN_DIRTY);
    }

    @Override
    protected void setEGLContextClientVersion() {
        setEGLContextClientVersion(2);
    }
}

二、关于GLSurfaceView.Renderer

  • 在Android上使用GLSurfaceView来显示并完成图片的渲染，实现渲染需要实现GLSurfaceView.Render接口

  • 三个接口方法描述：

    • onDrawFrame(GL10 gl) ，该方法按照一定的刷新频率反复执行，定义实际的绘图操作；

    • onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config)，在创建SurfaceView的时候执行，主要用来设置一些绘制时不常变化的参数，比如：背景色，是否打开 z-buffer等。

    • onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height)，该方法在窗口重绘的时候执行，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。；

public class DefaultRenderer extends BaseRenderer {
  @Override
    public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
        super.onSurfaceCreated(gl, config);
        // 创建可以绘制纹理的基类Filter
        defaultFilter = new DefaultFilter(mContext);
        videoBuffer = CoordinateHelper.calculateDefaultBuffer();
        // 创建纹理ID，如果频繁调用onDrawFrame(),则不可将ID创建放在其中，不及时销毁会爆内存的；
        defaultTextureId = ShaderHelper.createTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, bitmap);
    }

    @Override
    public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
        super.onSurfaceChanged(gl, width, height);
        calculateVertexMatrix();
    }

    private void calculateVertexMatrix() {
        Matrix.setIdentityM(vertexMatrix, 0);
        float bmpRatio = bitmap.getWidth() * 1.0f / bitmap.getHeight();
        float viewRatio = mViewWidth * 1.0f / mViewHeight;
        if (viewRatio < bmpRatio){
            // 齐高放大宽
            float scale = bmpRatio / viewRatio;
            Matrix.scaleM(vertexMatrix, 0, scale, -1.0f, 1.0f);
        }else{
            // 齐宽放大高
            float scale = viewRatio / bmpRatio;
            Matrix.scaleM(vertexMatrix, 0, 1.0f, -scale, 1.0f);
        }
    }

    @Override
    public void onDrawFrame(GL10 gl) {
        super.onDrawFrame(gl);
        GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GLES20.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
        GLES20.glViewport(0, 0, mViewWidth, mViewHeight);
        if (defaultFilter != null) {
            defaultFilter.onDraw(vertexMatrix, ShaderHelper.IDENTITY_MATRIX,
                    defaultTextureId, videoBuffer);
        }
    }
}

三、关于Filter框架

  • 在项目中开发为了复用性更强，都要封装自己的通用框架，每个元素图层就是一个Filter。onDrawFrame中可能同时绘制很多元素，如背景、带美颜和滤镜效果的图片、前景、水印等，每一个元素对应一个Filter，方便图层初始和管理。

  • Fitler 封装的绘制步骤：

    • 构造函数，创建Shader程序，获取句柄。可以有子类传入着色器，也可使用默认着色器；

    public AbstractFilter(Context context) {
  mContext = context;
  mProgramHandle = createProgram(context);
  checkProgram();
}

public AbstractFilter(Context context, int programHandle) {
  mContext = context;
  mProgramHandle = programHandle;
  checkProgram();
}

public AbstractFilter(Context context, @RawRes int vertexSourceRawId, @RawRes int fragmentSourceRawId) {
    mContext = context;
    mProgramHandle = ShaderHelper.createProgram(context, vertexSourceRawId, fragmentSourceRawId);
    checkProgram();
}

public AbstractFilter(Context context, String vertexSource, String fragmentSource) {
    mContext = context;
    mProgramHandle = ShaderHelper.createProgram(vertexSource, fragmentSource);
    checkProgram();
}

protected int createProgram(Context context) {
    return ShaderHelper.createProgram(context,
            R.raw.base_vertex_shader, R.raw.base_fragment_filter);
}

    • 获取着色器中定义的属性句柄;

    protected void getGLSLValues() {
    aPositionLoc = GLES20.glGetAttribLocation(mProgramHandle, "aPosition");
    aTextureCoordLoc = GLES20.glGetAttribLocation(mProgramHandle, "aTextureCoord");
    uMVPMatrixLoc = GLES20.glGetUniformLocation(mProgramHandle, "uMVPMatrix");
    uTexMatrixLoc = GLES20.glGetUniformLocation(mProgramHandle, "uTexMatrix");
    mTextureLoc = GLES20.glGetUniformLocation(mProgramHandle, "sourceImage");
}

    • 使用Program

    protected void useProgram() {
    GLES20.glUseProgram(mProgramHandle);
}

    • 将句柄和纹理进行绑定

    protected void bindTexture(int textureId){
    GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE0);
    GLES20.glBindTexture(getTextureTarget(), textureId);
    GLES20.glUniform1i(mTextureLoc, 0);
}

    • 为属性句柄赋值

    protected void bindGLSLValues(float[] mvpMatrix, FloatBuffer vertexBuffer, int coordsPerVertex, int vertexStride,
                            float[] texMatrix, FloatBuffer texBuffer, int texStride) {
    GLES20.glUniformMatrix4fv(uMVPMatrixLoc, 1, false, mvpMatrix, 0);
    GLES20.glUniformMatrix4fv(uTexMatrixLoc, 1, false, texMatrix, 0);
    GLES20.glEnableVertexAttribArray(aPositionLoc);
    GLES20.glVertexAttribPointer(aPositionLoc, coordsPerVertex,
            GLES20.GL_FLOAT, false, vertexStride, vertexBuffer);
    GLES20.glEnableVertexAttribArray(aTextureCoordLoc);
    GLES20.glVertexAttribPointer(aTextureCoordLoc, 2,
            GLES20.GL_FLOAT, false, texStride, texBuffer);
}

    • 绘制

    protected void drawArrays(int firstVertex, int vertexCount) {
    GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLE_STRIP, firstVertex, vertexCount);
}

    • 将属性句柄解绑释放

    protected void unbindGLSLValues() {
    GLES20.glDisableVertexAttribArray(aPositionLoc);
    GLES20.glDisableVertexAttribArray(aTextureCoordLoc);
}

    • 将纹理句柄解绑

    protected void unbindTexture() {
    GLES20.glBindTexture(getTextureTarget(), 0);
}

    • 释放Program

    protected void disuseProgram() {
    GLES20.glUseProgram(0);
}

public void releaseProgram() {
    GLES20.glDeleteProgram(mProgramHandle);
    mProgramHandle = -1;
}
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