Android OpenGL ES 开发中的Buffer使用

为了提高性能,通常将顶点,颜色等值存放在java.nio 包中定义的Buffer类中。

例:

ByteBuffer vbb

ByteBuffer.allocateDirect(vertices.length * 4);

vbb.order(ByteOrder.nativeOrder());

vertexBuffer = vbb.asFloatBuffer();

vertexBuffer.put(vertices);

vertexBuffer.position(0);

简要介绍一下java.nio 包中各种Buffer的定义和用法:

1. OpenGL ES使用java.nio 中Buffer类的主要原因:

Java开发文件读取时常用的包是java.io ,包内定义了各种流Stream 类,将文件或是Stream看作一个byte数组,这种方法一般无法指定字节顺序(不同的计算机系统Byte order 可能不同),操作如“在文件偏移10个字节出读取一个四字节Little-endian整数“在使用Stream方式读取文件时就不十分方便。此外,Stream 方法是按一个字节一个字节方式处理的,读写性能上不是很好。

java.nio (这里的N代表New 新的IO包) 解决了上述java.io 包的这些局限,java.io 包包含了Buffer,Channel, charset 等,但OpenGL ES 只用到Buffer,Buffer具有以下特点:

允许以内存缓冲区(buffer)的方式来管理一个Buffer 数组,可以整块整块的读写内存区域,并可以指定Byte order.(大头或是小头)。

提供了在指定位置读写各种基本数据类型的简便方法如 putInt ,putLong等。

可以充分利用JVM提供的各种优化方法以达到和使用Native Code类型的读写性能。

可以直接从OS的内存分配空间,这部分空间可以不受Java 的Garbage collector控制。称为Direct buffer.

2. Buffer定义了三个状态变量:position, limit, capacity

Capacity: Buffer的容量,表示可以存放的最大字节数,内存分配之后其值保持不变。

Position: 类似于文件指针,表示下一个可以读写的字节的缺省位置,可以使用函数来重新设置当前的Position.

Limit: 可以控制当前可以读写的区域,你只可以读写从[0,limit-1]范围内的数组空间,读写超过这个范围将导致抛出异常。

通常情况下这些状态变量有buffer自动管理,但也可以使用方法来重新设置这些变量。

比如:

public final Bufferlimit(int newLimit) 重新设置limit

public final Bufferposition(int newPosition) 重新设置position

此外reset ,rewind mark ,clear 等在清空Buffer或是恢复Mark位置时也可修改limit ,position 的值。

3. get()方法

在ByteBuffer类中提供了四种get()方法用于读取:

byte get();

ByteBuffer get( byte dst[] );

ByteBuffer get( byte dst[], int offset, int length );

byte get( int index );

4. put()方法

在ByteBuffer中定义了五种put()方法用于写入:

ByteBuffer put( byte b );

ByteBuffer put( byte src[] );

ByteBuffer put( byte src[], int offset, int length );

ByteBuffer put( ByteBuffer src );

ByteBuffer put( int index, byte b );

5. 此外

多种基本数据类型的读取写入方法:

getByte()

getChar()

getShort()等…

java.nio 包中定义了基类Buffer ,还定义了和各种基本数据类型特定的Buffer类型ByteBuffer, CharBuffer, DoubleBuffer, FloatBuffer, IntBuffer, LongBuffer和ShortBuffer.其中ByteBuffer是其它类型的基础,因为分配内存是通过ByteBuffer的allocate来进行的,然后通过 ByteBuffer 的asXXXBuffer()转为其它类型:

可以使用下面三个方法来创建一个新的ByteBuffer:

public static ByteBuffer allocate(int capacity)

public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity)

public static ByteBuffer wrap(byte[] array)

其中ByteBufferallocateDirect直接从OS分配内存,不受GC的限制,wrap使用已分配的数组作为buffer管理。

然后通过asXXXBuffer 转为其它类型的Buffer:

public abstract CharBuffer      asCharBuffer()

public abstract DoubleBuffer    asDoubleBuffer()

public abstract FloatBuffer    asFloatBuffer()

public abstract IntBuffer        asIntBuffer()

public abstract LongBuffer        asLongBuffer()

public abstract ShortBuffer        asShortBuffer()

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