一、OpenGL/EGL
因为Android的GUI系统是基于OpenGL/EGL实现的,所以先介绍相关基础知识。
OpenGL(Open Graphics Library)已占据虚拟现实、CAD、能源、游戏研发等多个行业领域,是跨语言,跨平台的2D/3D图形处理王者。
OpenGL ES(OpenGL for Embedded Systems)是专门面向嵌入式系统的OpenGL API子集,Android系统从版本早期开始支持此图形库。
二、3D图形学基础
3D(Three-Dimensional)一般情况下是指长、宽、深度(高度)三个维度的图形。
OpenGL只支持三种基本几何元素:点,线段,三角形。
图形管线(Graphics Pipiline/Rendering Pipeline)指图形硬件设备支持的渲染流程,是以3D数据为输入,最终输出2D光栅图形的一种流水线处理过程。
三、Android的OpenGL ES框架
- OpenGL ES
OpenGL本身只是协议规范,不是软件源码库。 - Mesa 3D
Mesa是兼容OpenGL协议的3D图形处理软件库,开放原始代码。 -
EGL
"Khronos Native Platform Graphics Interface",介于本地窗口系统和Rendering API(即OPenGL ES)之间的一层接口。主要功能如下:
a.创建rendering surfaces,即能承载图形的介质。
b.创造图形环境(Graphics context);由于OpenGL是一个状态机,需要对诸多状态进行管理,因此context主要负责状态管理,为OpenGL的运行提供了统一的环境。。
c.同步应用程序和本地平台渲染API
d.提供对显示设备的访问和对渲染配置的管理。 - libagl
Android自带的通过软件方法实现的一套OpenGL动态库 - libhgl
为区别libagl,自定义的一种叫法。特指GPU厂商提供的硬件实现的OpenGL库。 - egl.cfg
系统根据egl.cfg文件的解析结果来选择图形渲染方式(硬件/软件),并自动加载对应的OpenGL软件库/硬件库.
四、EGL初始过程
- 获取一个设备Display(与具体系统平台无关的对象)
- 对EGL初始化,将EGL内部数据进行初始值设定。
- 根据用户配置返回一个最佳Surface config。
- 创建EGL context。
- 获取有效Surface的详情信息。
- 生成一个Display Device,创建可在终端屏幕显示的Window。
- 返回当前Context环境。
五、简化OpenGL ES开发——GLSurfaceView
GLSurfaceView特性
Android系统封装了GLSurfaceView来简化OpenGL ES的使用。
GLSurfaceView继承自SurfaceView,意味着它具备View类的所有功能和属性——特别是接收事件的能力。主要特性如下:
1.管理EGLDisplay,它表示一个显示屏
2.管理Surface(本质上就是一块内存区域)
3.GLSurfaceView会创建新的线程,以使整个渲染过程不至于阻塞UI主线程。
4.可自定义渲染方式,如通过setRender ()设置一个Render.GLSurfaceView使用基本步骤
1.创建GLSurfaceView。
2.初始化OpenGL ES环境。
3.设置Render。渲染是OpenGL核心工作。setRender()可将用户自定义的Render加入实际渲染流程中。
4.设置RenderMode。默认为连续的渲染方式。
5.状态处理。知晓程序的当前状态(暂停/恢复等),使OpenGE ES内部的运行线程做出正确判断,保证应用程序的稳定性。Surface创建流程
当ViewRoot成功AttachToWindow后,告知View数中的所有成员。
SurfaceView收到AttachedToWindow成功的消息后,通过WindowSession()向ViewRoot获取已创建的IWindowSession,这是ViewRoot与WMS间的通信介质。
SurfaceView在updateWindow()时,利用IwindowSession.relayout()重新申请一个Surface。
SurfaceView取得新Surface后,通知注册callback函数的对象。启动一个新线程GLThread完成渲染。EGL初始过程
1.获取一个设备Display(与具体系统平台无关的对象)
2.对EGL初始化,将EGL内部数据进行初始值设定。
3.根据用户配置返回一个最佳Surface config。
4.创建EGL context。
5.获取有效Surface的详情信息。
6.生成一个Display Device,创建可在终端屏幕显示的Window。
7.返回当前Context环境。EGL的使用步骤
GLSurfaceView最核心的工作就是,根据应用程序设置的renderer来进行图形渲染处理。
GLSurfaceView中所涉及的EGL接口都是Java层的,而且都很好地封装在了GLSurfaceView的框架中。使用EGL的Java层接口步骤如下:
1.获取EGL实例
EGLContext.getEGL();
2.获取一个EGL Display
eglGetDisplay(Object native_display);
3.利用Display来初始化EGL并返回EGL的版本号
eglInitialize(EGLDisplay display, int[] major_minor);
4.选取EGL的一个配置(EGL Config)
eglCHooseConfig(EGLDisplay display, int[] attrib_list, EGLConfig[] configs, int config_size, int[] num_config);
5.创建EGL Context
eglCreateContext(EGLDisplay display, EGLConfig config, EGLContext share_context, int[] attrib_list);
6.创建EGL Surface
eglCreateWindowSurface(EGLDisplay display, EGLSurface surface);
注:主要内容摘录自书籍 深入理解Android内核设计思想,林学森 著