声明：

 opengl是一个跨平台的图形，广泛采用的3D api;opengl es 是一个为手持和嵌入设备为目标，对opengl相应标准进行精简而来的;实现了具有可编程着色功能的图形管线，所以它包括es 和es着色器语言（我个人对着色器语言的初步理解）;管线流程，这个确实有必要，但是，一个入门应该是先有个直接的印象，所以，我先上个程序来看下

学习文档：

参考书籍：opengl es编程指南3.0

示例

对于android来说，使用可以是ndk，也可以是java层

java api提供了GLSurfaceView，它的绘制主要在Render回调中

1、检测opengl es版本

应用市场声

明：低于3.0版本的手机不可安装

<uses-feature android:glEsVersion="0x00030000" android:required="true"/>

opengl es 3.0  对应android 4.3

opengle es 2.0 对应android 2.2  （有人说使用2.0,因为可以兼容3.0, 如果需要使用3.0的新特性，可以判断使用）

opengl es 1.0 已经退出历史舞台了。。。

检查支持版本

如果不是使用真机测试，支持情况，请左转

0x2000是2.0版本

2、设置布局和声明界面刷新回调

设置版本：setEGLContextClientVersion

设置刷新回调：setRenderer

布局回调设置

3、回调

onSurfaceCreated：

 每次创建都会回调一次，也就是创建后只有一次，但不一定只有一次创建

里面主要的操作是，生成包括vetex shader和fragment shader的程序

shader： 创建---- 添加shader程序-----编译

program：创建---- 添加shader ---- 链接

onSurfaceCreated

onSurfaceChanged：

横竖屏变化时，调用;设置展示区域

onSurfaceChanged

onDrawFrame：绘制每一帧内容，可以跟随系统，也可以自己控制

绘制图形

onDrawFrame

这是一个绘制矩形的示例，代码github

是不是感觉都什么方法啊，我都不会啊，不急，下面慢慢来，上面只是让看官感受下

opengl es内容

opengl es的api对于所有的平台都应该是相同的方法，具体平台可能参数，返回值略有不同;而由于android开发，ndk和java-api，所以，我们讲常用api方法

图片来源其它博客，不想自己绘制了;这就是api绘制的总过程;

图形管线图

方法：以gl前缀，还有可能采用参数数量，数据类型

数据类型： GL开头

常量：GL_开头

方法执行成功与否均需要自己判断

android平台 java层，都封装到GLES30（3.0版本）中

特别注意：介绍的api全部是c语言的形式，其它平台方法名一致，功能一致，参数并不一定一致，参数类型也有区别，意义还是说了的

指针传入，可以获取结果;c中一般都这样搞，java语言引用对象作参数也可以，但很少这样搞

c中方法返回值，表示成功与否，所以才这样搞;返回false表示失败

有几个特别的函数

glGetError() :获取当前错误代码，并复位

glEnable:启用某个功能

glDisenable：禁用某个功能

glIsEnabled：查询某个功能

a、EGL

opengl es需要渲染上下文和绘制表面，这就是EGL干的事，它是opengl ES到具体系统的中间件，具体实现和硬件有关;渲染上下文存储相关状态，绘制表面是用于绘制图元的表面，需要指定缓存区类型、缓存区位深度等;总体来说主要干三件事

查询并初始化可用显示器

创建渲染表面：屏幕内表面，连接到系统窗口;屏幕外表面，是可以用作渲染的像素缓存取

创建渲染上下文

EGL命名规则和GL类似，以egl， EGL， EGL_开头

eglGetDisplay(displayId):打开EGL显示服务器的链接，参数使用EGL_DEFAULT_DISPLAY

eglInitalize(diaplayId, *majorVersion, *minorVersio)：初始化，后两个参数是返回的版本号结果，可能为null

eglGetConfigs(displayId，*configs, max, *numConfigs):获取可用表面配置;1、configs传入null，这是numConfigs返回可用数目;2、configs未初始化数组，max传入数组大小，numConfigs传回实际可用个数(为了使用更少的内存，可以先使用1获取可用个数，2再获取具体可用值);EGL包括颜色，缓存区，表面类型等特性信息

eglGetConfigAttrib（displayId, config, attrib， *value）:获取某个特性信息的值

eglChooseConfig(diaplayId，*attriList, *config, max, *num):让EGL自己根据attrlist属性列表选择匹配的config信息，max最多返回个数，num实际返回个数

eglCreateWindowSurface(displayId, config, window, *attribList):创建屏幕内渲染区域;需要原生窗口系统先创建一个窗口window，attribList为单一属性，即指出渲染表面是前台缓存区还是后台缓存区 eg：attribList[] = {EGL_RENDER_BUFFR,  EGL_BACK_BUFFER, EGL_NONE}

EGL_NONE：结束，其它都是值对的形式

eglCreatePbufferSurface(displayId, config, *attribList)：创建屏幕外渲染区域，也叫pbuffer（像素缓存区），attribList和上个方法书写类似，只不过属性不同

eglCreateContext(displayId, config, contexFlag, *attrbList):创建上下文，attrbList只有一个属性，即版本号，需要和使用openGL es的版本好一致

eglMakeCurrent(displayId, drawSurface, readSurface, context):指定context为当前上下文

同步渲染（不会。。。）

eglWaitClient()和eglWaitNative()

b、着色器和程序

OpenGL ES中每个程序必须有一个vetex shader和fragment shader

glCreateShader(type)：创建shader，type有两种：GL_VETEX_SHADER, GL_FRAGMENT_SHADER

glDeleteShader(shader):删除

glShaderSource(shader, count, *str, *length):提供着色器代码，count着色器源字符串数量，为1，str字符串，length字符串长度

glCompileShader(shader):编译

对于shader编译成功与否需要校验：

glGetShaderiv(shader, name, *params):name查询着色器相关状态：一般我们用编译状态：GL_COMPILE_STATUS

glGetShaderInfoLog(shader，maxL, *len, *info)：log缓存区大小maxL，写入len长度，写入信息info

glReleaseShaderCompiler:释放着色器编译使用的资源

glCreateProgram():创建程序

glDeleteProgram(program):删除程序

glAttachShader(program,shader)：添加shader到程序program

glDetachShader(program, shader)：断开

glLinkProgram(program):链接，生成最终可执行程序

对于程序链接成功需要校验：

glGetProgramiv(program, name, *param)：相似不？ name一般取GL_LINK_STATUS

glGetProgramInfoLog(program，maxL, *len, *info)：相似不？

链接成功，并不代表有效，所有还要进行最后一步：

glValidateProgram(program)

保存到系统中多次使用：

glGetProgramBinary   glProgramBinary

校验在开始联系阶段，debug版本都是要做的，为了更好的验证shader编写

glUseProgram(program)：设置为活动程序进行渲染

现在对于shader还没有完。。。如果我们不对shader交互，直接后台处理上面这些就ok了啊，我们只需要设置shader程序不是很简单

与着色器交互

统一变量（uniform）：存储应用程序通过gl es-api传递给着色器的只读常数值变量

多个统一变量可以组合为统一变量块，类似c中struct（关键字变换而已。。。）

特别注意：如果在vetex和fragment着色器中均有声明，必须完全一致

被使用的统一变量块，是活动的，不使用会被优化掉。。。

统一变量

glGetUniformLocation(program, *name)：查找name的统一变量位置（位置可以直接用layout(location = 数值)来指定）

设置uniform值

glUniform+数字+类型首字母+v(向量，可以省略，这时，需要传入数字个相应类型的值)

glUniformMatrix+数字m+x+数字n+类型+v:m×n矩阵

参数：位置，加载数组元素个数，行优先（GL_TRUE）或者列优先，统一变量值，元素数组

如果shader是你写的，上面几个就够用了，但是如果相互独立开发，那么你需要取定类型

glGetActiveUniform(program, index, bufSize, *len，*size, *type, *name):index索引，名称数组的字符数，名字数组写入字符数（输出），统一变量大小，统一变量类型（输出），统一变量名字（输出）;用于统一变量

glGetActiveUniformsiv(program, count, *indices, name, *params)：啥东西，不太懂。。。

检索统一变量块

统一变量缓存区：存储统一变量块的，单独统一变量没有这个东东。。没用过，不太懂，大致写下，以后便于研读

glGetUniformBlockIndex(program, *name)

glGetActiveUniformBlockName(program, index, bufSize, *len, *name)

glGetActiveUniformBlockiv(program, index, name, *param)

glUniformBlockBinding(program, index, binding):将索引和程序中统一变量块绑定点关联

绑定到目标：GL_UNIFORM_BUFFER

glBindBufferRange(target, index, buffer, offset, size)

glBindBufferBase(target, index, buffer)

buffer:缓存区句柄，offset：字节计算，对象起始偏移量，size能够读取和写入数据量大小

还有些方法：glBufferData, glBufferSubData, glMapBufferRange, glUnmapBuffer

b、顶点属性、数组和缓存区对象

vetex着色器中以in修饰符作为vetex属性，只读，不能修改

glGetActiveAttrib

glVertexAttrib+数字+类型+v：设置常量定点属性

glVertexAttribPointer(position, size, type, normalized, stride, *ptr)：size每个定点的大小维度（1,2,3,4），normalized表示非浮点转换为浮点是否规范化，stride：顶点数据间隔步长，ptr数据

glEnableVertexAttribArray：启动顶点属性数组

glDisableVertexAttribArray：禁用

glGetAttribLocation(program，*name)：获取位置

glBindAttribLocation(program， index， *name)绑定到位置

glDrawArrays 或glDrawElements 调用时，顶点数据从客户内存复制到图形内存

顶点缓存区对象

顶点数据缓存-GL_ARRAY_BUFFER 和图元数据缓存-GL_ELEMENTS_ARRAY_BUFFER

glGenBuffers(n, *buffers):生成n个条目的数组指针buffers

glBindBuffer(target, buffer)：target类型缓存区使用buffer缓存

glBufferData(target, size, *data, usage):创建和初始化;data客户区数据指针？？

glBufferSubData(target, offset,size, *data)创建和初始化;data客户区数据指针

glDeleteBuffers(n, *buffers)

顶点缓存区优于顶点数组

顶点数组对象(VAO)

glGenVetexArrays(n, *arrays)

glBindVetexArray(array)

glDeleteVetexArrays(n, *arrays)

映射缓存区对象 由于普通缓存区

*glMapBufferRange(target， offset， len， access):返回缓存区存储范围指针，access访问标志位域组合 GL_MAP_READ_BIT,GL_MAP_WRITE_BIT等，只不过这两个至少包括一个，其它标志可选

glUnmapBuffer(target) :取消映射

*glFlushMappedBufferRange(target, offset, length)

glCopyBufferSubData(readTarget，writeTarget，readOffset, writeOffset, size)

c、图元和光栅化

图元就是使用绘制方法绘制的几何形状对象，由一组表示顶点位置的顶点描述，每个顶点可以关联颜色，纹理坐标、几何法线

opengl es可渲染三种图元：点，线，三角形， 颜色对于图元来说是填充

三角形：

GL_TRIANGLES(3个点一组，组成各自的三角形)

GL_TRIANGLE_STRIP（按照顺序相邻的三个点组成三角形）

GL_TRIANGLE_FAN（第一个点参与每个三角形的连接， 其它两个点为相邻的两个点）

直线图元：

GL_LINES(两个点一条线，一系列不相连的线)、GL_LINE_STRIP(相邻点均以直线连接)、GL_LINE_LOOP（相邻两点相连，头尾也连）

glLineWidth(width):线宽，像素值

点图元

GL_POINTS:一系列点

内建变量： 

gl_PointSize 点半径或者点尺寸;有限制范围，可以查询

glGetFloatv(GL_ALIASED_POINT_SIZE_RANGE, *range):range尺寸为2的一维数组

gl_PointCoord：作用点，在fragment shader中使用，vec2类型，float精度mediump

绘制图元

glDrawArrays(mode, first, count):图元类型mode，顶点数据中起始点first，数量count

glDrawElements(mode, count, type, *indices)

glDrawRangeElements(mode, start, end, count, type, *indices)：数据指针indices

type:保存元素索引类型：有效值：GL_UNSIGNED_BYTE、GL_UNSIGNED_SHORT,GL_UNSIGNED_INT

图元重启：使用索引类型的最大值隔开多个不相连的图元

几何形状实例化：

glDrawArraysInstanced(mode, ffirst, count, instanceCount)：instanceCount绘制图元的实际数量

glDrawElementsInstanced(mode, count, type, *indecs, instanceCount)

glVetexAttribDivisor(index, divisor):index索引，divisor指定index位置属性更新之间传递实例数量

图元装配：

裁剪、透视分割、视口变换

坐标系：规范坐标系（左x正，上y正，左边半轴长度为1），窗口坐标（设备实际坐标，android左上角远点，右下正）

视口变换：视口是一个二维窗口区域

glViewport(x, y, w, h)

glDepthRangef(n, f) 深度范围设置n~f,默认0f~1f

光栅化：

图元裁剪之后，光栅化管道取得单独图元，并为其生成对应片段

剔除：

glFrontFace(dir):dir方向，取值GL_CW或者GL_CCW

glCullFace(mode)：剔除的面，GL_FRONT，GL_BACK，GL_FRONT_AND_BACK

glEnable/glDisable(cap): cap = GL_CULL_FACE 启用或者禁用剔除

多边形偏移：

由于光栅化精度问题，会造成多个多边形重叠，造成伪像;偏移就是解决这个问题的

glPolygonOffset(factor, unit)

禁用启动标志：GL_POLYGON_OFFSET_FILL

遮挡查询

用查询对象来跟踪通过深度测试的任何片段和样本

glBeginQuery(target, id)

glEndQuery(target)

glGenQueries(n, *ids)

glDeleteQueries(n, *ids)

glGetQueryObjetuiv(id, name, *params)

target:有效值：GL_ANY_SAMPLE_PASSED, GL_ANY_SAMPLE_PASSED_CONSERVATIVE, GL_TRANSFORM_FEEDBACK_PRIMITIVES_WRITTEN

d、vetex shader

提供顶点操作的通用编程方法

其输入包括：属性、统一变量和统一变量缓存区、采样器、着色器程序

内建变量

gl_VertexID:输入，highp,顶点的整数索引，什么鬼。。。

gl_InstanceId：输入，实例化绘图调用中图元实例编号，默认为0

gl_Position   gl_PointSize

内建常量：。。。

常用技术：矩阵变换、生成纹理坐标、顶点蒙皮

变换反馈：glTransformFeedbackVaryings  glBeginTransformFeedback  glEndTransformFeedback等方法

这一节是对编写shader的一个功底考验，也是opengl es绘制各种图形的关键

e、纹理

表现出从网格几何图形无法得到的附加细节，2D纹理，2D纹理数组，3D纹理，立方图纹理

2D纹理

一个图像数据的二维数组，一个纹理单独的数据元素称为纹素

立方图纹理

由6个2D纹理组成的纹理

3D纹理

看作2D纹理多个切片的一个数组，体纹理

2D纹理数组

素组的每个切片表示纹理动画的一帧

纹理对象和纹理加载

创建纹理对象，是一个容器对象，保存渲染所需的纹理数据，例如图像数据、过滤模式、包装模式，用无符号整数表示，也就是纹理对象句柄

glGenTextures(n, *textures)

glDeteleTextures(n, *texture)

glBindTexture(target, texture): target取值：GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D、 GL_TEXTURE_2D_ARRAY 、GL_TEXTURE_CUBE_MAP

glTexture2D(target, level, iformat, w, h, border, format, type, *pixs)

ifromat:纹理保存的内部格式，format：输入纹理数据格式，type：输入像素数据类型

glPixelStorei(name, param)

过滤包装 glTexParameter+[i|f][v](target, name, param)

glGenerateMipmap(target):在绑定纹理对象上生成mip贴图

glActiveTexture(texture):设置为当前纹理单元，为后续绑定作准备

着色器内建函数：texture(sampler, coord  [, bias]):sampler采样器， coord从纹理贴图中读取的[2|3]D纹理坐标， bias可选，mip贴图偏置

glTexImage3D(target, level, iformat, w, h [, depth], border, imgeSize, *data)

glCompressedTexImage[2|3]D(target, level, iformat, w, h [, depth], border, imgeSize, *data)

gl[Compressed]TexSubImage2D(target, level ,xoffset, yoffset, w, h, format, type, *pixs)

gl[Compressed]TexSubImage3D(target, level ,xoffset, yoffset,zoffset, w, h,depth,  format, type, *pixs)

glReadBuffer

glCopyTexImage2D

glCopyTexSubImage2D

glCopyTexImage3D

glCopyTexSubImage3D

采样器对象

glGenSamples(n, *samples)

glDeleteSamples(n, *samples)

glBindSampler(unit , sampler): unit 纹理单元

glSamplerParameter[i|f][v](sampler, name ,param)

不可变纹理：

glTextStorage2D(target， levels，format， w， h)

glTextStorage3D(target， levels，format， w， h， depth)

f、fragment shader

内建变量：gl_FragCoord、 gl_FrontFacing 、gl_PointCoord 、gl_FragDepth等

必须使用精度限定符

技术：多重纹理，雾化，alpha测试，用户裁剪平面

g、片段操作

清除缓存区

glClear(mask): 清除缓存区，mast GL_[COLOR|DEPTH|STENCIL]_BUFFER_BIT，不同标志位使用不同的清理方式

glClearColor(red, green, blue, alpha):指定颜色清除缓存区

glClearDepthf(depth):指定深度清理

glClearStencil(s):指定模板清理

多个绘图缓存区清理

glClearBuffer[iv|uiv|fv](buffer, drawbuffer, *value):buffer缓存区类型，drawbuffer缓存区名字，一个思维向量（颜色）或者一个值的指针（深度，模板）

glClearBufferfi(buffer, drawbuffer, depth, stencil)：buffer必须为GL_DEPTH_STENCIL, drawbuffer必须为0,清除缓存区depth深度值，stencil模板值

使用标志位控制

glColorMask (bred, bgreen, bblue, blpha)

glDepthMask(bdepth)

glStencilMast(bs)

glStencilMaskSeparate(face, mask):face图元的面顶点

片段测试：默认所有片段测试和操作都被禁用，可以使用glEnable开启

裁剪测试：glScissor(x, y, w, h); 启用标志GL_SCISSOR_TEST

模板缓存区测试：glStencilFunc（func，ref， mask）

glStencilFuncSeparate(face， func， ref， mask)

启动标志：GL_STENCIL_TEST

face：面类型，func比较函数，ref比较值

深度缓存区测试：深度缓存区通常用与隐藏表面的消除 glDepthFunc(func)-GL_DEPTH_TEST

混合测试：

glBlendFunc(sfactor, dfactor): sfactor输入系数，dfactor目标像素系数

glBlendFuncSeparate(srcRGB, dstRGB, srcAlpha, dstAlpha)

glBlendColor(red, green, blue, apha)

glBlendEquation(mode):mode 混合元算

glBlendEquationSeparate(modeRgb, modeAlpha)

抖动： 模拟最大色深

启动标志：GL_SAMPLE_COVERAGE

glSampleCoverage(value, invert):value 样本掩码[0,1]，invert指定掩码中所有位被反转

质心采样： centroid修饰符修饰

读取写入像素： glReadPixels(x, y, w, h, format, type, *pixels)

多重渲染目标：涉及帧缓存区对象

h、帧缓存区对象（FBO）

一组颜色、深度、和模板纹理或者渲染目标;仅支持单缓存区

glGenRenderbuffers(n, *renderbuffer):分配渲染缓存区

glGenFramebuffers(n, *ids)

glBindRenderbuffer(target, buffer):target= GL_RENDERBUFFER

glRenderbufferSorage(target, iformat, w, h)

glRenderbufferStorageMultisample(target, samples, iformat, w, h):samples：样本数

glBindFramebuffer(target, buffer): target取值： GL[_READ|_DRAW]_FRAMEBUFFER

连接渲染区作为帧缓存区的附着点

glFramebufferRenderbuffer(target, attachment, rendertarget, renderbuffer):帧缓存区目标，attachment必须为GL_[COLOE|DEPTH|STENCIL|DEPTH_STENCIL]_ATTACHMENT

glFramebufferTexture2D(target, attachment, textarget, texture, level)

glFramebufferTextureLayer(target, attachment, texture, level ,layer)

检查缓存区完整性：glCheckFramebufferStatus(target)

帧缓存区块传输： glBlitFramebuffer(srcx0, srcy0, srcx1, srcy1, dstx0, sdty0,dstx1, dsty1, mask, filter)

缓存区失效：

glInvalidateFramebuffer(target, nums, *attachments)

glInvalidateSubFramebuffer(target, num , *attachments, x y, w, h)

删除帧缓存区

glDeleteRenderBuffers(n, *renderbuffer)

glDeleteFrameBuffers(n, *framebuffers)

i、同步对象和栅栏

与glFinish命令比更高效

glFenceSync(condition, flags):condition = GL_SYNC_GPU_COMMANDS_COMPLETE, 

flags当前必须为0;返回sync句柄

glDeleteSync(sync)：删除

glClientWaitSync(sync, flags, timeout):阻塞，timeout单位纳秒;返回结果表示当前状态

glWaitSync(sync, flags, timeout):立即返回结果， flags必须为0

哈哈，终于大致过一遍了，上面的我大部分只有写概念，具体什么鬼，只能问上帝了，写了这些，就一行一行的撸代码了，体会后，再写续集