android 3D系列之纹理篇
By 何明桂（http://blog.csdn.net/hmg25） 转载请注明出处
之前的例子都是纯色的3D模型。今天我们就开始给这些模型贴上华丽丽的纹理，让他们看起来更加接近我们印象中的真实物体。
功能启动
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。
创建纹理
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。
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);
纹理限制
用于纹理的图像宽和高必须为乘方，比如 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 或 1024。例如图像可能为 64×128 或 512×512。
纹理坐标
当纹理映射启动后绘图时，你必须为OpenGL ES提供其他数据，即顶点数组中各顶点的 纹理坐标。纹理坐标定义了图像的哪一部分将被映射到多边形。它的工作方式有点奇怪。与我们顶点坐标方向不一致，假设你有一个正方形或长方形的纹理，其左下角为二维平面的原点，高和宽的单位为一。像这样：
这就是我们的“纹理坐标系统”，不使用x 和 y 来代表二维空间，我们使用 s 和 t 作为纹理坐标轴，但原理上是一样的。
除了 s 和 t 轴外，被映射的纹理在多边形同样有两个轴，它们称为 u 和 v轴。这是源于许多3D图像程序中的UV 映射 的术语。
好，我们明白了纹理坐标系统，我们现在讨论怎样使用这些纹理坐标。当我们指定顶点数组中的顶点时，我们需要在另一个数组中提供纹理坐标，它称为纹理坐标数组。 每个顶点，我们使用float 来指定顶点在上图所示坐标系统的位置。让我们看看一个可能是最为简单的例子，将整个图像映射到一个由三角形条组成的正方形上。首先，我们创建一个由四个顶点组成的顶点数组：
现在将两个框图叠在一起，所使用的坐标数组的值变得很明显：
将其转化为坐标数组：
float texCoords[] = new float[]{ 0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f };
纹理坐标对应纹理在物体上的图片位置和方向。
我们还需要传递纹理坐标给系统
gl.glTexCoordPointer(2, GL10.GL_FLOAT, 0, texBuff); gl.glEnableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY); //开启纹理坐标数组
我们今天实例的效果：
代码：
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.face);
}
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;
}
}
工程源码地址：http://download.csdn.net/source/3567174