话不多说，拿起键盘就是干。OpenGL ES可以实现3D效果，而且在性能要求比较高的情况，或者一般的自定义View难以达到的效果可以考虑一下。就像官方说的，OpenGL ES直接通过GPU进行图形加速，唯一的约束就是：你的想象力太贫乏。这里就根据官方文档来学一下这个步骤。
1、准备工作，构建环境
使用OpenGL ES最快捷的方式就是使用GLSurfaceView，如果要求的界面是全屏或者接近全屏展示的话，GLSurfaceView是很好的选择。
要想味道好，食材不能少：GLSurfaceView + GLSurfaceView.Renderer + Activity。
1.1、清单文件声明使用
<uses-feature android:glEsVersion="0x00020000" android:required="true" />
1.2、继承GLSurfaceView
GLSurfaceView相当于一个容器，OpenGL ES的绘制是在GLSurfaceView.Renderer中实现的。
class MyGLSurfaceView extends GLSurfaceView {
private final MyGLRenderer mRenderer;
public MyGLSurfaceView(Context context){
super(context);
//创建OpenGL ES 2.0的环境
setEGLContextClientVersion(2);
mRenderer = new MyGLRenderer();
//真正的绘制工作在GLSurfaceView.Renderer中
setRenderer(mRenderer);
//为了性能，设置这个属性，只有数据改变的时候才重新渲染，根据需要设置
setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_WHEN_DIRTY);
}
}
1.3、创建Activity
GLSurfaceView有了，需要把其加入Activity中展示给用户
public class OpenGLES20Activity extends Activity {
private GLSurfaceView mGLView;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
// 创建GLSurfaceView对象就像正常View一样加到Activity中
mGLView = new MyGLSurfaceView(this);
setContentView(mGLView);
}
}
1.4、创建GLSurfaceView.Renderer
真正的绘制工作要通过实现GLSurfaceView这个内部类来实现
这个类有3个方法：
- onSurfaceCreated() 在GLSurfaceView创建的时候调用一次，适合做一些初始化工作。
- onDrawFrame() 重绘就会调用。
- onSurfaceChanged() 在GLSurfaceView大小改变调用，比如旋转手机屏幕。
public class MyGLRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {
public void onSurfaceCreated(GL10 unused, EGLConfig config) {
//设置背景颜色
GLES20.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
}
public void onDrawFrame(GL10 unused) {
// 重新绘制的时候背景绘制背景颜色
GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
}
public void onSurfaceChanged(GL10 unused, int width, int height) {
GLES20.glViewport(0, 0, width, height);
}
}
你可能发现这这方法里头GL10参数，而调用时候用的是OpengGL ES 2.0的api，这是因为Google开发者为了框架的简单，重用了方法。
到这里基本环境已经搭建好了，在此基础上就可以进行具体的绘制工作了。
2、定义好要绘制的图形
千里之行始于足下，要想绘制复杂炫酷的图形，首先得学会简单的，比如画一个三角形。
2.1、定义三角形坐标值
要想绘制出一个三角形，需要三个坐标值，简单点说就是三个点，我们知道，要确定一个点在3维空间中的位置，得有x，y，z三个轴，所以在正式绘制之前，通过一个float类型的顶点数组来确认这个三角形的坐标值。
public class Triangle {
//每个顶点的维度，一共x，y，z三维
static final int COORDS_PER_VERTEX = 3;
static float triangleCoords[] = { // 逆时针顺序
0.0f, 0.622008459f, 0.0f, // 顶部顶点
-0.5f, -0.311004243f, 0.0f, // 左下
0.5f, -0.311004243f, 0.0f // 右下
};
// 设置图形的颜色值，RGBA四项
float color[] = { 0.63671875f, 0.76953125f, 0.22265625f, 1.0f };
}
上面定义的坐标是在GLSurfaceView的中间绘制一个三角形，在OpenGL中的坐标和Android本身的坐标是不一样的，所以你看到上面的坐标值中出现-0.5f这种奇怪的坐标值，在OpenGL中，坐标[0,0,0] (X,Y,Z)最终映射到界面上是GLSurfaceView的中点， [-1,-1,0] 是左下角， [1,1,0]是右上角。
需要再提一点，OpenGL里头是可以控制绘制图形正反面的，所以坐标的顺序在一些情况下是要考虑好的。
2.2、坐标数据写入缓冲区
为了更高效率的把顶点坐标数值传递给OpenGL ES管线中，需要把数据先传入缓冲区，这个操作也是流水线式的。
public class Triangle {
private FloatBuffer vertexBuffer;
...
public Triangle() {
//初始化顶点坐标的字节流
ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(
// float有4个字节
triangleCoords.length * 4);
//使用与设备相关的字节序
bb.order(ByteOrder.nativeOrder());
//创建字节流
vertexBuffer = bb.asFloatBuffer();
//顶点坐标数据添加进字节流中
vertexBuffer.put(triangleCoords);
//设置开始读取位置
vertexBuffer.position(0);
}
}
3、开始绘制图形
定义好绘制的三角形之后，就可以开始正式的绘制了，开不开心。然而道路是曲折的，前途也是曲折的，绘制的过程着实是蛋疼得紧，即使是一个简简单单的三角形。这里就按文档说得使用OpenGL ES 2.0 API进行绘制。
3.1、创建实例初始化三角形
在绘制之前得先初始化之前准备的数据，在onSurfaceCreated()进行这个操作，onSurfaceCreated()只会被调用一次，为性能着想，在这里头进行初始化是最适合的。
public class MyGLRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {
...
private Triangle mTriangle;
public void onSurfaceCreated(GL10 unused, EGLConfig config) {
...
// 创建Triangle实例，在构造函数中初始化
mTriangle = new Triangle();
}
...
}
3.2、着色器准备与加载
使用OpenGL ES 2.0来绘制已经定义好的图形，不是你说绘制就绘制的，得先准备点调料。
- 顶点着色器 - 用来渲染形状的顶点，每个顶点会调用一次；
- 片元着色器 - 通过颜色或纹理来渲染图形的表面，假定每个像素点会调用一次；
- Program对象 - 着色器要交给Program对象链接和使用。
需要至少一个顶点着色器和一个片元着色器，着色器经过编译之后要加到Program对象中。下面就是最简单的着色器，顶点着色器把接收来的顶点坐标直接不做处理交给后续管线操作，片元着色器也是把接收的颜色值直接交到后续流程。
public class Triangle {
//顶点着色器
private final String vertexShaderCode =
"attribute vec4 vPosition;" +
"void main() {" +
" gl_Position = vPosition;" +
"}";
//片元着色器
private final String fragmentShaderCode =
"precision mediump float;" +
"uniform vec4 vColor;" +
"void main() {" +
" gl_FragColor = vColor;" +
"}";
...
}
着色器使用OpenGL着色语言 (GLSL) 编写的，是一种专门用于图形渲染的语言，要编译之后才能交给OpenGL使用。
public static int loadShader(int type, String shaderCode){
// 创建顶点着色器类型(GLES20.GL_VERTEX_SHADER)
// 创建片元着色器类型(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER)
int shader = GLES20.glCreateShader(type);
//着色器源码编译，并完成
GLES20.glShaderSource(shader, shaderCode);
GLES20.glCompileShader(shader);
return shader;
}
编译完着色器之后，交给Program之后链接一下，Program对象就可以用了。这个编译过程只需要进行一次所以在构造方法里头操作。
public class Triangle() {
...
private final int mProgram;
public Triangle() {
...
//着色器编译
int vertexShader = MyGLRenderer.loadShader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER,
vertexShaderCode);
int fragmentShader = MyGLRenderer.loadShader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER,
fragmentShaderCode);
//创建OpenGL Program对象
mProgram = GLES20.glCreateProgram();
//着色器和program进行绑定
GLES20.glAttachShader(mProgram, vertexShader);
GLES20.glAttachShader(mProgram, fragmentShader);
//program链接后可执行
GLES20.glLinkProgram(mProgram);
}
}
3.3、图形绘制
现在可以真正的绘制图形，要用OpenGL ES绘制的话，需要让渲染管线知道你想绘制什么以及怎么绘制，根据面向对象的观点，这个过程图形对象自己才知道，所以要在Triangle里头实现具体的绘制逻辑。
private int mPositionHandle;
private int mColorHandle;
private final int vertexCount = triangleCoords.length / COORDS_PER_VERTEX;
private final int vertexStride = COORDS_PER_VERTEX * 4; // 4 bytes per vertex
public void draw() {
// 添加program到OpenGL ES环境
GLES20.glUseProgram(mProgram);
//获取顶点着色器中的vPosition对象
mPositionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "vPosition");
//设置mPositionHandle可用，用于传递顶点坐标数据
GLES20.glEnableVertexAttribArray(mPositionHandle);
//准备三角形坐标数据
GLES20.glVertexAttribPointer(mPositionHandle, COORDS_PER_VERTEX,
GLES20.GL_FLOAT, false,
vertexStride, vertexBuffer);
//获取片元着色器中的vColor对象
mColorHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "vColor");
//设置绘制三角形的颜色
GLES20.glUniform4fv(mColorHandle, 1, color, 0);
//正式绘制三角形
GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vertexCount);
//绘制完成后顶点属性设置不可用
GLES20.glDisableVertexAttribArray(mPositionHandle);
}
现在只要在Renderer的onDrawFrame()调用draw()方法进行绘制就好啦。
public void onDrawFrame(GL10 unused) {
...
mTriangle.draw();
}
