Android OpenGL相机视角

Android OpenGL相机视角

首先申明下，本文为笔者学习《OpenGL ES应用开发实践指南》的笔记，并加入笔者自己的理解和归纳总结。

1、矩阵层次结构

(1) 模型矩阵
模型矩阵是用来把物体放在世界控件坐标系的。比如模型初始的中心点都在(0, 0, 0)，如果想要移动它们，可以使用一个模型矩阵，把那些顶点与这个矩阵相乘来变换它们。

(2) 视图矩阵
视图矩阵是出于同模型矩阵一样的原因被使用的，但是它平等地影响场景中的每一个物体。

(3) 投影矩阵
投影矩阵帮助创建三维幻象，当屏幕变换方位时，它才会变化。

2、定义相机视角

Matrix.setLookAtM(float[] rm, int rmOffset, float eyeX, float eyeY, float eyeZ,
		float centerX, float centerY, float centerZ, float upX, float upY, float upZ)

rm	存储视图矩阵
rmOffset	偏移量
eyeX，eyeY，eyeZ	眼睛所在的位置
centerX，centerY，centerZ	眼睛正在看的位置，这个位置出现在场景的中心
upX，upY，upZ	这个是你头指向的地方，upY的值为1意味着你的头笔直指向上方

3、绘制着色器

(1) 视图矩阵，创建透视投影，并把视角移动到(0, 1.2f, 2.5f)，头指向上方。

private float[] projectionMatrix = new float[16];
private float[] viewMatrix = new float[16];
private float[] viewProjectMatrix = new float[16];

// 创建透视投影
Matrix.perspectiveM(projectionMatrix, 0, 45, (float)width / (float)height, 1, 10);
// 移动视角，等同于模型矩阵沿z轴移动2.8
Matrix.setLookAtM(viewMatrix, 0, 0f, 0f, 2.8f, 0f, 0f, 0f, 0f, 1f, 0f);
// 生成新的视图工程模型
Matrix.multiplyMM(viewProjectMatrix, 0, projectionMatrix, 0, viewMatrix, 0);

(2) 模型矩阵

private float[] modelMatrix = new float[16];
private float[] modelViewProjectionMatrix = new float[16];

// 定义模型矩阵
Matrix.setIdentityM(modelMatrix, 0);
Matrix.rotateM(modelMatrix, 0, -60, 1f, 0f, 0f);
// 生成工程模型矩阵
Matrix.multiplyMM(modelViewProjectionMatrix, 0, viewProjectMatrix,
		0, modelMatrix, 0);

(3) OpenGLEyeTextureShaderRender类

class OpenGLEyeTextureShaderRender implements GLSurfaceView.Renderer {
	private float[] projectionMatrix = new float[16];
	private float[] modelMatrix = new float[16];
	private float[] viewMatrix = new float[16];
	private float[] viewProjectMatrix = new float[16];
	private float[] modelViewProjectionMatrix = new float[16];

	private TextureProgram mTextureProgram;
	private ColorProgram mColorProgram;

	private Table mTable;
	private Mallet mMallet;

	@Override
	public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
		GLES20.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);

		mTable = new Table();
		mMallet = new Mallet();

		mTextureProgram = new TextureProgram(OpenGLEyeTextureShaderActivity.this,
				R.drawable.air_hockey_surface);
		mColorProgram = new ColorProgram(OpenGLEyeTextureShaderActivity.this);
	}

	@Override
	public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
		GLES20.glViewport(0, 0, width, height);

		// 创建透视投影
		Matrix.perspectiveM(projectionMatrix, 0, 45, (float)width / (float)height, 1, 10);
		// 移动视角
		Matrix.setLookAtM(viewMatrix, 0, 0f, 0f, 2.8f, 0f, 0f, 0f, 0f, 1f, 0f);
		// 生成新的视图工程模型
		Matrix.multiplyMM(viewProjectMatrix, 0, projectionMatrix, 0, viewMatrix, 0);

		// 定义模型矩阵
		Matrix.setIdentityM(modelMatrix, 0);
		Matrix.rotateM(modelMatrix, 0, -60, 1f, 0f, 0f);
		// 生成工程模型矩阵
		Matrix.multiplyMM(modelViewProjectionMatrix, 0, viewProjectMatrix,
				0, modelMatrix, 0);
	}

	@Override
	public void onDrawFrame(GL10 gl) {
		GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);

		mTextureProgram.setUniform(modelViewProjectionMatrix);
		mTable.bindData(mTextureProgram);
		mTable.draw();

		mColorProgram.setUniform(modelViewProjectionMatrix);
		mMallet.bindData(mColorProgram);
		mMallet.draw();
	}
}

显示如下

(4) 合并操作

Matrix.perspectiveM(projectionMatrix, 0, 45, (float)width / (float)height, 1, 10);
// 移动视角，代替模型翻转
Matrix.setLookAtM(viewMatrix, 0, 0f, -2.4f, 1.4f, 0f, 0f, 0f, 0f, 1f, 0f);
Matrix.multiplyMM(viewProjectMatrix, 0, projectionMatrix, 0, viewMatrix, 0);

Matrix.setIdentityM(modelMatrix, 0);
Matrix.multiplyMM(modelViewProjectionMatrix, 0, viewProjectMatrix,
		0, modelMatrix, 0);

参考资料：http://blog.csdn.net/kkae8643150/article/details/52805738