【Android】OpenGL ES实现3D抛骰子

实现的效果：

抛骰子

加载模型

一、OpenGL简介

OpenGL（全写Open Graphics Library）是个定义了一个跨编程语言、跨平台的编程接口的规格，它用于三维图象（二维的亦可）。OpenGL是个专业的图形程序接口，是一个功能强大，调用方便的底层图形库。

OpenGL ES (OpenGL for Embedded Systems) 是 OpenGL三维图形 API 的子集，针对手机、PDA和游戏主机等嵌入式设备而设计。

本文是使用OpenGL ES 3.0实现一个抛骰子的简单小程序。

二、OpenGL ES使用的简单介绍

使用OpenGL ES绘制界面和画画原理差不多，画画的时候需要画笔和画布，而OpenGL ES里的画布是GLSurfaceView，画笔是GLSurfaceView.Renderer。

我们只需要实现Render里面的几个函数：

Render函数

绘制一个三角形的流程如下：

三角形的绘制

三、项目结构介绍

Backgroud：地板，以及当作看不见的墙。

Dice：骰子。

LoadUtil：加载obj工具类。

MatrixState：矩阵工具类，矩阵相关的都在里面。

MyGLUtils：加载shader文件，贴图等等。

Normal：处理法线用的。

项目结构

四、流程步骤

1、清屏，相当于设置背景颜色，GLES20.glClearColor(0.3f,0.3f,0.3f,1.0f);

2、初始化变换矩阵MatrixState.setInitStack();

3、加载模型LoadUtil.loadDiceObj();

4、OnSurfaceChanged里面的操作：

OnSurfaceChanged

5、onDrawFrame里面绘制地板以及骰子模型。

绘制

6、加上物理引擎Jbullet。

五、模型加载及立方体贴图

加载的也是最普遍最简单的obj格式，首先要了解obj的格式，这里有个简单的obj模型，我需要用到的不多，其他的就不列出来了。

V：代表顶点。格式为V X Y Z，V后面的X Y Z表示三个顶点坐标。浮点型

VT：表示纹理坐标。上面的立方体有24个纹理坐标，因为每个三角形面的三个顶点，都需要指定一个纹理坐标。格式为VT TU TV。浮点型

VN：法向量。同样，上面立方体也有24个法向量，因为每个三角形的三个顶点都要指定一个法向量。格式为VN NX NY NZ。浮点型

F：面。面后面跟着的整型值分别是属于这个面的顶点、纹理坐标、法向量的索引。面的格式为：

f Vertex1/Texture1/Normal1 Vertex2/Texture2/Normal2 Vertex3/Texture3/Normal3

有了上面的格式，可以读取obj文件进行解析，解析出需要的数据用于绘制，计算光照等操作。

立方体贴图需要把立方体展开，然后通过计算得出每个顶点的贴图坐标，类似这样的：

贴图坐标计算

但是这些计算都不用我们来做，只要了解一下，shotoshop，maya等软件导出的obj文件都包含了这些数据。

光照处理和绘制阴影

光照的处理：

光照绘制

绘制阴影这里使用最简单的方式实现，代入代公式计算：

阴影计算

对于阴影的绘制，有更好的实现方式，分别是Shadow Volumes，Shadow Mapping这里有两篇参考文章：

http://www.cnblogs.com/liangliangh/p/4165228.html

http://www.cnblogs.com/liangliangh/p/4131103.html

物理引擎

使用Jbullet物理引擎。使用的方式大致如下：

jbullet方式

总结

1、OpenGL ES绘制基本图形的流程。

2、渲染核心FragmentShader，VertexShader的使用。

3、简单的加载模型。

4、纹理的应用以及立方体贴图。

5、光照和阴影的处理。

6、使用物理引擎。

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