openGL ES2.0画正多边形 圆

上一篇记录记了下openGL的一些东西和画三角形的方法,在这儿记录下画正多边形的方法,代码都是在上次的基础上改的。

上一篇文中已经绘制出了一个直角三角形,虽然我们相对于坐标,我们设置的直角三角形的两腰是相等的,但是实际上展示出来的却并不是这样,虽然通过计算,我们可以把三角形的两腰计算一下比例,使它们在坐标上不等,但是现实出来相等,但是当绘制的图形比较复杂的话,这个工作量对我们来说实在太庞大了。那么我们怎么做呢?答案是,使用变换矩阵,把计算交给OpenGL。

奈何自己大学线性代数只考了4分,矩阵太特么难了……就不去说了

如果要自己去写变换的矩阵,然后把矩阵交给OpenGL处理,也是一个比较麻烦的事情,那么怎么办呢?这时候需要用到相机和投影,生成需要的矩阵。

相机和投影

相机

根据显示生活中的经历,我们知道对一个场景,随着相机的位置,姿态的不同,拍摄出来的画面也是有所不同。那么将相机的属性对比OpenGL,决定相机拍摄的结果,包括相机的位置,观察方式和相机的顶端方向
1.相机位置:相机的位置就是相机在3D空间中的坐标
2.相机观察方向:表示镜头的朝向,前拍、后拍左右等
3.相机UP方向:可以理解为相机顶端的方向,倒着拍就是倒着的
在android openGL ES程序中,我们可以通过以下方法进行相机设置:

Matrix.setLookAtM (float[] rm,      //接收相机变换矩阵
                int rmOffset,       //变换矩阵的起始位置(偏移量)
                float eyeX,float eyeY, float eyeZ,   //相机位置
                float centerX,float centerY,float centerZ,  //观测点位置
                float upX,float upY,float upZ)  //up向量在xyz上的分量
投影

用相机看到的3D世界,最后还需要呈现到一个2D平面上,这就是投影了。在Android OpenGLES2.0(一)——了解OpenGLES2.0也有提到关于投影。Android OpenGLES的世界中,投影有两种,一种是正交投影,另外一种是透视投影。

1.使用正交投影,物体呈现出来的大小不会随着其距离视点的远近而发生变化。在Android OpenGLES程序中,我们可以使用以下方法来设置正交投影:

Matrix.orthoM (float[] m,           //接收正交投影的变换矩阵
                int mOffset,        //变换矩阵的起始位置(偏移量)
                float left,         //相对观察点近面的左边距
                float right,        //相对观察点近面的右边距
                float bottom,       //相对观察点近面的下边距
                float top,          //相对观察点近面的上边距
                float near,         //相对观察点近面距离
                float far)          //相对观察点远面距离

2.使用透视投影,物体离视点越远,呈现出来的越小。离视点越近,呈现出来的越大。。在Android OpenGLES程序中,我们可以使用以下方法来设置透视投影:

Matrix.frustumM (float[] m,         //接收透视投影的变换矩阵
                int mOffset,        //变换矩阵的起始位置(偏移量)
                float left,         //相对观察点近面的左边距
                float right,        //相对观察点近面的右边距
                float bottom,       //相对观察点近面的下边距
                float top,          //相对观察点近面的上边距
                float near,         //相对观察点近面距离
                float far)          //相对观察点远面距离

使用变换矩阵

实际上相机设置和投影设置并不是真正的设置,而是通过设置参数,得到一个使用相机后顶点坐标的变换矩阵,和投影下的顶点坐标变换矩阵,我们还需要把矩阵传入给顶点着色器,在顶点着色器中用传入的矩阵乘以坐标的向量,得到实际展示的坐标向量。注意,是矩阵乘以坐标向量,不是坐标向量乘以矩阵,矩阵乘法是不满足交换律的。
而通过上面的相机设置和投影设置,我们得到的是两个矩阵,为了方便,我们需要将相机矩阵和投影矩阵相乘,得到一个实际的变换矩阵,再传给顶点着色器。矩阵相乘:

Matrix.multiplyMM (float[] result, //接收相乘结果
                int resultOffset,  //接收矩阵的起始位置(偏移量)
                float[] lhs,       //左矩阵
                int lhsOffset,     //左矩阵的起始位置(偏移量)
                float[] rhs,       //右矩阵
                int rhsOffset)     //右矩阵的起始位置(偏移量)
等腰直角三角形的实现

在上篇博客的基础上,我们需要做以下步骤即可实现绘制一个等腰直角三角形:

1.修改顶点着色器,增加矩阵变换:

String vertexShadercode = "attribute vec4 vPosition;" +
                "uniform mat4 vMatrix;" +
                "void main(){" +
                "gl_Position = vMatrix*vPosition;" +
                "}";

2.设置相机和投影,获取相机矩阵和投影矩阵,然后用相机矩阵与投影矩阵相乘,得到实际变换矩阵:

@Override
public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
    //计算宽高比
    float ratio=(float)width/height;
    //设置透视投影
    Matrix.frustumM(mProjectMatrix, 0, -ratio, ratio, -1, 1, 3, 7);
    //设置相机位置
    Matrix.setLookAtM(mViewMatrix, 0, 0, 0, 7.0f, 0f, 0f, 0f, 0f, 1.0f, 0.0f);
    //计算变换矩阵
    Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix,0,mProjectMatrix,0,mViewMatrix,0);
}

3.将变换矩阵传入顶点着色器:

 @Override
    public void onDrawFrame(GL10 gl) {
        //将程序加入到OpenGLES2.0环境
        GLES20.glUseProgram(mProgram);
        //获取变换矩阵vMatrix成员句柄
        int mMatrixHandler = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "vMatrix");
        //指定vMatrix的值
        GLES20.glUniformMatrix4fv(mMatrixHandler, 1, false, mMVPMatrix, 0);
        //获取顶点着色器的vPosition成员句柄
        int mPostionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "vPosition");
        GLES20.glEnableVertexAttribArray(mPostionHandle);
        //顶点之间的偏移量
        int vertexStride = COORDS_PER_VERTEX * 4;
        GLES20.glVertexAttribPointer(mPostionHandle, COORDS_PER_VERTEX, GLES20.GL_FLOAT, false, vertexStride, vertexBuffr);
        //获取片元着色器的vColor成员的句柄
        int mColorHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "vColor");
        //设置绘制三角形的颜色
        GLES20.glUniform4fv(mColorHandle, 1, color, 0);
        //绘制三角形
        GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLE_FAN, 0, vertexCount);
        //禁止顶点数组的句柄
        GLES20.glDisableVertexAttribArray(mPostionHandle);
    }

4.计算正n多边形的顶点坐标

    /**
     * 半径为1.0f
     * 或者说是中心点到各顶点的距离
     */
    float radius = 1.0f;

    /**
     * 根据自定义边数来绘制图像
     * @param n
     * @return
     */
    private float[]  createPositions(int n){
        ArrayList data=new ArrayList<>();
        data.add(0.0f);             //设置圆心坐标
        data.add(0.0f);
        data.add(0.0f);
        float angDegSpan=360f/n;
        for(float i=0;i<360+angDegSpan;i+=angDegSpan){
            data.add((float) (radius*Math.sin(i*Math.PI/180f)));
            data.add((float)(radius*Math.cos(i*Math.PI/180f)));
            data.add(0.0f);
            Log.e("---------", String.valueOf(i) );
        }
        float[] f=new float[data.size()];
        for (int i=0;i
结果

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主要出处:湖广午王的博客-http://blog.csdn.net/junzia/article/details/52817978

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