Android OpenGL ES 3.基础图形、多边形的绘制

基础图形绘制

之前讲解过，OpenGL ES中，只提供了3种基本图形：点、线、三角形。而其他我们熟知的图形，都是基于这3种基本图形处理拼接合成的。那么本章节我们先从OpenGL中给我们提供的3种基础图形讲起，再介绍下其他图形的绘制。

基础图形绘制API

/**
 * 使用顶点数据绘制图形
 */
 GLES20.glDrawArrays(int mode, int first, int count);

基本上，很多场景下我们都使用这个方法来进行图形的绘制，这个方法通过调用GLES20.glVertexAttribPointer传递进去的顶点数据来绘制目标图形。相关参数作用如下

• mode：绘制模式，控制绘制点、线段、三角形以及其具体的连接方式
• first：从顶点数据读取数据的起点位置(以点作为单位，而非向量)
• count：绘制的顶点数(以点作为单位，而非向量)

废话说明：以点作为单位，而非向量，也就是说无论顶点数组是用x、y两个向量来标识，或者是用x、y、z、w来标识，最终都是以一个点的距离来控制绘制。主要原因是这里是传递给GL层的，而GL层的坐标是vec4的，和我们从java层传进去的无关，毕竟没传递的是有默认值的。

当前我们有个案例，按顺序有A、B、C、D、E、F一共6个点。
而mode的具体参数值如下：

参数	类型	作用	案例图形
GL_POINTS	点	绘制独立的点	A、B、C、D、E、F
GL_LINES	线段	每2个点构成一条线段	AB、CD、EF
GL_LINE_LOOP	线段	按顺序将所有的点连接起来，包括首位相连	AB、BC、CD、DE、EF、FA
GL_LINE_STRIP	线段	按顺序将所有的点连接起来，不包括首位相连	AB、BC、CD、ED、EF
GL_TRIANGLES	三角形	每3个点构成一个三角形	ABC、DEF
GL_TRIANGLE_STRIP	三角形	相邻3个点构成一个三角形,不包括首位两个点	ABC、BCD、CDE、DEF
GL_TRIANGLE_FAN	三角形	第一个点和之后所有相邻的2个点构成一个三角形	ABC、ACD、ADE、AEF

案例图示

GL_POINTS

GL_LINES

GL_LINES

GL_LINE_LOOP

GL_LINE_LOOP.gif

GL_LINE_STRIP

GL_LINE_STRIP.gif

GL_TRIANGLES

GL_TRIANGLES.gif

GL_TRIANGLE_STRIP

GL_TRIANGLE_STRIP.gif

GL_TRIANGLE_FAN

GL_TRIANGLE_FAN.gif

多边形绘制

实心的多边形我们可以通过三角形拼接而成来实现，非实心的则可以通过线段拼接实现。具体效果如下图，黄色部分为实心多边形，红线为非实心多边形。当边数足够多的时候，多边形便接近于圆形。

polygon

关键代码实现如下：

/**
 * 多边形的顶点数，即边数
 */
private int mPolygonVertexCount = 3;
/**
 * 绘制所需要的顶点数
 */
private float[] mPointData;
/**
 * 多边形顶点与中心点的距离
 */
private static final float RADIUS = 0.5f;

private void updateVertexData() {
    // 边数+中心点+闭合点；一个点包含x、y两个向量
    mPointData = new float[(mPolygonVertexCount + 2) * 2];
    // 组成多边形的每个三角形的中心点角的弧度
    float radian = (float) (2 * Math.PI / mPolygonVertexCount);
    // 中心点
    mPointData[0] = 0f;
    mPointData[1] = 0f;
    // 多边形的顶点数据
    for (int i = 0; i < mPolygonVertexCount; i++) {
        mPointData[2 * i + 2] = (float) (RADIUS * Math.cos(radian * i));
        mPointData[2 * i + 1 + 2] = (float) (RADIUS * Math.sin(radian * i));
    }
    // 闭合点：与多边形的第一个顶点重叠
    mPointData[mPolygonVertexCount * 2 + 2] = (float) (RADIUS * Math.cos(0));
    mPointData[mPolygonVertexCount * 2 + 3] = (float) (RADIUS * Math.sin(0));

    mVertexData = ByteBufferUtil.createFloatBuffer(mPointData);
    mVertexData.position(0);
    GLES20.glVertexAttribPointer(aPositionLocation, POSITION_COMPONENT_COUNT, GLES20.GL_FLOAT,
            false, 0, mVertexData);
}

private void drawShape() {
    GLES20.glUniform4f(uColorLocation, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);
    GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLE_FAN, 0, mPolygonVertexCount + 2);
}    

思考与推论

上面的示例图中，在onDrawFrame里，同时绘制了点、线、三角形，也就是多次调用glDrawArrays，并且绘制出来了。
我们暂时定义glDrawArrays是进行一次图元组装，也就是绘制一个图层，那么一次onDrawFrame只绘制一帧，而这一帧可以绘制多种图元，多个图层。
也就是：一次只绘制一帧，但是一帧可以绘制多个图层。

参考

见Android OpenGL ES学习资料所列举的博客、资料。

GitHub代码工程

本系列课程所有相关代码请参考我的GitHub项目GLStudio。

课程目录

本系列课程目录详见 - Android OpenGL ES教程规划