OpenGL纹理映射和光照效果

在前面我们已经可以绘制出一个带有颜色的立方体了，但是这些颜色是系统自带的黄色，绿色等，有时候这并不能满足我们的要求，这时候就需要将纹理映射到立方体上去了。

为使用纹理，我们需要打开OpenGL的一些开关以启动我们需要的一些功能：

gl.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D);

这个调用是必不可缺的；如果你没有打开此功能，那么你就无法将图像映射到多边形上。它可以在需要时打开和关闭，通常在初始化时打开。

生成纹理

OpenGL 中的纹理通过一个唯一号引用，通过函数 glBindTexture() 实现。你 可以自己指定这个唯一号，或者通过调用 glGenTextures () 函数生成一个唯一 号。

// 2.生成纹理ID int[] tmp_tex = new int[1];//尽管只有一个纹理，但使用一个元素的数组 //glGenTextures(申请个数，存放数组，偏移值） gl.glGenTextures(1, tmp_tex, 0); //向系统申请可用的，用于标示纹理的ID int texture = tmp_tex[0];

纹理绑定

在为纹理生成名称后，在为纹理提供图像数据之前，我们必须绑定纹理。绑定使得指定纹理处于活动状态。一次只能激活一个纹理。活动的或“被绑定”的纹理是绘制多边形时使用的纹理，也是新纹理数据将加载其上纹理，所以在提供图像数据前必须绑定纹理。

gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, texture);

绑定纹理数据，传入指定图片
GLUtils.texImage2D(GL10.GL_TEXTURE_2D, 0, bmp, 0);

下面看一下完整代码：

import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.ByteOrder; import java.nio.FloatBuffer; import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig; import javax.microedition.khronos.opengles.GL10; import android.content.Context; import android.graphics.Bitmap; import android.graphics.BitmapFactory; import android.opengl.GLSurfaceView.Renderer; import android.opengl.GLU; import android.opengl.GLUtils; public class CubeRenderer implements Renderer { Bitmap bmp; float box[] = new float[] { // FRONT -0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, // BACK -0.5f, -0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, -0.5f, // LEFT -0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, -0.5f, -0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, // RIGHT 0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, // TOP -0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, -0.5f, // BOTTOM -0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, -0.5f, -0.5f, }; float lightAmbient[] = new float[] { 0.5f, 0.5f, 0.6f, 1.0f }; //环境光 float lightDiffuse[] = new float[] { 0.6f, 0.6f, 0.6f, 1.0f };//漫反射光 float[] lightPos = new float[] {0,0,3,1}; //光源位置 /* * 因为进行光照处理，你必须告知系统你定义的模型各个面的方向，以便系统计算光影情况，方向的描述是通过向量点来描述的 */ float norms[] = new float[] { //法向量数组，用于描述个顶点的方向，以此说明各个面的方向 // FRONT 0f, 0f, 1f, //方向为(0,0,0)至(0,0,1)即Z轴正方向 0f, 0f, 1f, 0f, 0f, 1f, 0f, 0f, 1f, // BACK 0f, 0f, -1f, 0f, 0f, -1f, 0f, 0f, -1f, 0f, 0f, -1f, // LEFT -1f, 0f, 0f, -1f, 0f, 0f, -1f, 0f, 0f, -1f, 0f, 0f, // RIGHT 1f, 0f, 0f, 1f, 0f, 0f, 1f, 0f, 0f, 1f, 0f, 0f, // TOP 0f, 1f, 0f, 0f, 1f, 0f, 0f, 1f, 0f, 0f, 1f, 0f, // BOTTOM 0f, -1f, 0f, 0f, -1f, 0f, 0f, -1f, 0f, 0f, -1f, 0f }; float texCoords[] = new float[] { //纹理坐标对应数组 // FRONT 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, // BACK 1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, // LEFT 1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, // RIGHT 1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, // TOP 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, // BOTTOM 1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f }; FloatBuffer cubeBuff; FloatBuffer normBuff; FloatBuffer texBuff; float xrot = 0.0f; float yrot = 0.0f; /** * 将float数组转换存储在字节缓冲数组 * @param arr * @return */ public FloatBuffer makeFloatBuffer(float[] arr) { ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(arr.length * 4);//分配缓冲空间，一个float占4个字节 bb.order(ByteOrder.nativeOrder()); //设置字节顺序， 其中ByteOrder.nativeOrder()是获取本机字节顺序 FloatBuffer fb = bb.asFloatBuffer(); //转换为float型 fb.put(arr); //添加数据 fb.position(0); //设置数组的起始位置 return fb; } public CubeRenderer(Context c) { // TODO Auto-generated constructor stub cubeBuff = makeFloatBuffer(box);//转换float数组 normBuff = makeFloatBuffer(norms); texBuff = makeFloatBuffer(texCoords); bmp = BitmapFactory.decodeResource(c.getResources(), R.drawable.splash); } protected void init(GL10 gl) { gl.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);//设置清屏时背景的颜色，R，G，B，A gl.glEnable(GL10.GL_LIGHTING); //启用光照 gl.glEnable(GL10.GL_LIGHT0); //开启光源0 //设置光照参数，也可以使用默认的，不设置 gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_AMBIENT, lightAmbient, 0); gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_DIFFUSE, lightDiffuse, 0); gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_POSITION, lightPos, 0); gl.glNormalPointer(GL10.GL_FLOAT, 0, normBuff); gl.glEnableClientState(GL10.GL_NORMAL_ARRAY); //使用纹理步骤： // 1.开启贴图 gl.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D); // 2.生成纹理ID int[] tmp_tex = new int[1];//尽管只有一个纹理，但使用一个元素的数组 //glGenTextures(申请个数，存放数组，偏移值） gl.glGenTextures(1, tmp_tex, 0); //向系统申请可用的，用于标示纹理的ID int texture = tmp_tex[0]; //3.绑定纹理，使得指定纹理处于活动状态。一次只能激活一个纹理 gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, texture); //4.绑定纹理数据，传入指定图片 GLUtils.texImage2D(GL10.GL_TEXTURE_2D, 0, bmp, 0); //5.传递各个顶点对应的纹理坐标 gl.glTexCoordPointer(2, GL10.GL_FLOAT, 0, texBuff); gl.glEnableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY); //开启纹理坐标数组 //6.设置纹理参数 （可选） /*下面的两行参数告诉OpenGL在显示图像时，当它比放大得原始的纹理大 *( GL_TEXTURE_MAG_FILTER )或缩小得比原始得纹理小( GL_TEXTURE_MIN_FILTER ) *时OpenGL采用的滤波方式。通常这两种情况下我都采用 GL_LINEAR 。这使得纹理从很远处 *到离屏幕很近时都平滑显示。使用 GL_LINEAR 需要CPU和显卡做更多的运算。如果您的机器很慢， *您也许应该采用 GL_NEAREST 。过滤的纹理在放大的时候，看起来马赛克的很。您也可以结合这 *两种滤波方式。在近处时使用 GL_LINEAR ，远处时 GL_NEAREST 。 **/ gl.glTexParameterx(GL10.GL_TEXTURE_2D,GL10.GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL10.GL_LINEAR); gl.glTexParameterx(GL10.GL_TEXTURE_2D,GL10.GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL10.GL_LINEAR); gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST); //启用深度缓存 gl.glEnable(GL10.GL_CULL_FACE); //启用背面剪裁 gl.glClearDepthf(1.0f); // 设置深度缓存值 gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL); // 设置深度缓存比较函数，GL_LEQUAL表示新的像素的深度缓存值小于等于当前像素的深度缓存值（通过gl.glClearDepthf(1.0f)设置）时通过深度测试 gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);// 设置阴影模式GL_SMOOTH } @Override public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) { // TODO Auto-generated method stub init(gl); } @Override public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int w, int h) { // TODO Auto-generated method stub gl.glViewport(0, 0, w, h); //设置视窗 gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION); // 设置投影矩阵 gl.glLoadIdentity(); //设置矩阵为单位矩阵，相当于重置矩阵 GLU.gluPerspective(gl, 45.0f, ((float) w) / h, 0.1f, 10f);//设置透视范围 } @Override public void onDrawFrame(GL10 gl) { // TODO Auto-generated method stub gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);// 清除屏幕和深度缓存 gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW); //切换至模型观察矩阵 gl.glLoadIdentity();// 重置当前的模型观察矩阵 GLU.gluLookAt(gl, 0, 0, 3, 0, 0, 0, 0, 1, 0);//设置视点和模型中心位置 gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, cubeBuff);//设置顶点数据 gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY); gl.glRotatef(xrot, 1, 0, 0); //绕着(0,0,0)与(1,0,0)即x轴旋转 gl.glRotatef(yrot, 0, 1, 0); gl.glColor4f(1.0f, 0, 0, 1.0f); //设置颜色，红色 gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4); //绘制正方型FRONT面 gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 4, 4); gl.glColor4f(0, 1.0f, 0, 1.0f); gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 8, 4); gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 12, 4); gl.glColor4f(0, 0, 1.0f, 1.0f); gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 16, 4); gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 20, 4); xrot += 0.5f; yrot += 0.5f; } }
上面重要的部分都已经做了注释，下面看一些运行后效果：