Android OpenGL教程-第二课

第二课 你的第一个多边形:

在第一个教程的基础上，我们添加了一个三角形和一个四边形。也许你认为这很简单，但你已经迈出了一大步，要知道任何在OpenGL中绘制的模型都会被分解为这两种简单的图形。

读完了这一课，你会学到如何在空间放置模型，并且会知道深度缓存的概念。

 

其他类不变，只更改OpenGLRenderer类。

首先，我们画一个三角形

主要是在OnDrawFrame里面画，使用的函数是

gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLES, 0, 3);

或者

gl.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLES,3,GL10.GL_FLOAT, mIndexBuffer);

我们先使用drawArray，drawElement里面要多用一个indexBuffer。

第一步，定义个array

 private float[] mTriangleArray = {
           0f,1f,0f,
           -1f,-1f,0f,
           1f,-1f,0f
    };

    这里实际上是定义了三角形的三个顶点，三个数分别是x,y,z的坐标，和数学里直角坐标系相同

    0f,1f,0f 是上顶点

    -1f,-1f,0f 是左下顶点

    1f,-1f,0f 是右下顶点

    定义个FloatBuffer，这是android画三角形必须的结构

    private FloatBuffer mTriangleBuffer;

    来一个函数转换array到Buffer

    我们直接上一个工具类

package com.xinli;
 
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.FloatBuffer;
 
public class BufferUtil {
    public static FloatBuffer mBuffer;
    public static FloatBuffer floatToBuffer(float[] a){
    //先初始化buffer，数组的长度*4，因为一个float占4个字节
       ByteBuffer mbb = ByteBuffer.allocateDirect(a.length*4);
    //数组排序用nativeOrder
       mbb.order(ByteOrder.nativeOrder());
       mBuffer = mbb.asFloatBuffer();
       mBuffer.put(a);
       mBuffer.position(0);
       return mBuffer;
    }
}

注意：这里有个排序的问题，是使用大端（BIG_ENDIAN）还是用小端（LITTLE_ENDIAN），在android里面，opengl画图must use native order direct buffer,否则报错为ERROR/AndroidRuntime(6897): java.lang.IllegalArgumentException: Must use a native order direct Buffer这个错误在android1.6以上会出现，在1.5上不会出现。

这里我们直接使用allocateDirect和nativeOrder，就能满足android的要求

第二步：

在SurfaceCreate里面构建这个Buffer

mTriangleBuffer = BufferUtil.floatToBuffer(mTriangleArray);

第三步：

在OndrawFrame里面画三角形

gl.glColor4f(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);

//三角形的颜色为红色，透明度为不透明

gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, mTriangleBuffer);

//设置顶点，第一个参数是坐标的维数，这里是3维，第二个参数，表示buffer里面放的是float，第三个参数是0，是因为我们的坐标在数组中是紧凑的排列的，没有使用offset，最后的参数放的是存放顶点坐标的buffer

gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLES, 0, 3);

//画数组，第一个参数表示画三角形，第二个参数是first，第三个参数是count，表示在buffer里面的坐标的开始和个数

运行，会看到一个大三角形

 

 

下面，我们来变换坐标轴，画个小三角形，原理就是把坐标轴向远拉，意思就是让镜头向后拉，这样三角形就小了。

第一步：

在OnSurfaceCreate里面加入下面几行代码

float ratio = (float) width / height;
       gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
       gl.glLoadIdentity();
       gl.glFrustumf(-ratio, ratio, -1, 1, 1, 10);

这几行为透视图设置屏幕。意味着越远的东西看起来越小。这么做创建了一个现实外观的场景。此处透视按照基于窗口宽度和高度的45度视角来计算。0.1f，100.0f是我们在场景中所能绘制深度的起点和终点。

gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);指明接下来的两行代码将影响projection matrix(投影矩阵)。投影矩阵负责为我们的场景增加透视。 glLoadIdentity()近似于重置。它将所选的矩阵状态恢复成其原始状态。调用glLoadIdentity()之后我们为场景设置透视图。

glMatrixMode(GL_MODELVIEW)指明任何新的变换将会影响 modelview matrix(模型观察矩阵)。模型观察矩阵中存放了我们的物体讯息。最后我们重置模型观察矩阵。如果您还不能理解这些术语的含义，请别着急。在以后的教程里，我会向大家解释。只要知道如果您想获得一个精彩的透视场景的话，必须这么做。

 

在OndrawFrame里面增加代码如下：

gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
gl.glLoadIdentity();
 
gl.glTranslatef(-1.5f, 0.0f, -6.0f);

当您调用glLoadIdentity()之后，您实际上将当前点移到了屏幕中心，X坐标轴从左至右，Y坐标轴从下至上，Z坐标轴从里至外。OpenGL屏幕中心的坐标值是X和Y轴上的0.0f点。中心左面的坐标值是负值，右面是正值。移向屏幕顶端是正值，移向屏幕底端是负值。移入屏幕深处是负值，移出屏幕则是正值。

glTranslatef(x, y, z)沿着 X, Y 和 Z 轴移动。根据前面的次序，下面的代码沿着X轴左移1.5个单位，Y轴不动(0.0f)，最后移入屏幕6.0f个单位。注意在glTranslatef(x, y, z)中当您移动的时候，您并不是相对屏幕中心移动，而是相对与当前所在的屏幕位置。

这时候就能画出个小三角形了。

 

 

下面，我们来画一个四边形

四边形的顶点数组为：

private float[] mQuadsArray = {
           1f,1f,0f,                           //右上
           -1f,1f,0f,                          //左上
           -1f,-1f,0f,                         //左下
           1f,-1f,0f                           //右下
    };
//从这里可以看出，我们按照逆时针的方向画图
private FloatBuffer mQuadsBuffer;

在OnDrawFrame里面添加代码

gl.glLoadIdentity();

//坐标向右移1.5个单位

gl.glTranslatef(1.5f, 0.0f, -6.0f);

gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, mQuadsBuffer);

gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_FAN, 0, 4);

//画四边形

 

第一个参数是绘图模式，而且你现在看到两种可能的OpenGL绘图方式。 我想花时间来讨论现在不同的绘图模式。

它们是：

GL_POINTS
GL_LINES
GL_LINE_LOOP
GL_LINE_STRIP
GL_TRIANGLES
GL_TRIANGLE_STRIP
GL_TRIANGLE_FAN

我们还没有讨论点或线，所以我只介绍最后的三个 。在我开始之前，我要提醒你，顶点数组可能包含不止一个三角形，以便当您只看到一个物体顶点数组，你要知道，不仅限于这一点。

GL_TRIANGLES - 这个参数意味着OpenGL使用三个顶点来组成图形。所以，在开始的三个顶点，将用顶点1，顶点2，顶点3来组成一个三角形。完成后，在用下一组的三个顶点来组成三角形，直到数组结束。

GL_TRIANGLE_STRIP - OpenGL的使用将最开始的两个顶点出发，然后遍历每个顶点，这些顶点将使用前2个顶点一起组成一个三角形。所以第三个点与第一个，第二个生成一个三角形。第四个点将于第二个，第三个生成三角形。

也就是说，0，1，2这三个点组成一个三角形，1，2，3这三个点也组成一个三角形。

GL_TRIANGLE_FAN - 在跳过开始的2个顶点，然后遍历每个顶点，让OpenGL将这些顶点于它们前一个，以及数组的第一个顶点一起组成一个三角形。 第3个点将与 第二个点（前一个）和第一个点（第一个）.生成一个三角形。

也就是说，同样是0，1，2，3这4个顶点。
在STRIP状态下是，0，1，2；1，2，3这2个三角形。
在FAN状态下是，0,1,2；0,2,3这2个三角形。

这次我们将使用 GL_TRIANGLE_FAN ，我们将在显示区域获得一个矩形。