在OpenGL ES中绘制一张图片需要使用到纹理(texture),绘制纹理步骤如下:
编写shader
绘制纹理的shader需要顶点数据、纹理顶点数据和纹理。Vertex Shader代码如下:
代码语言:javascript复制attribute vec4 a_Position;
attribute vec2 a_TexCoordinate;
varying vec2 v_TexCoord;
void main()
{
v_TexCoord = a_TexCoordinate;
gl_Position = a_Position;
}
- a_Position:顶点数据。
- a_TexCoordinate:纹理顶点数据。
- v_TexCoord:varying类型,v_TexCoord是a_TexCoordinate的值,传递给Fragment Shader使用。
Fragment Shader代码如下:
代码语言:javascript复制precision mediump float;
uniform sampler2D u_Texture;
varying vec2 v_TexCoord;
void main()
{
gl_FragColor = texture2D(u_Texture, v_TexCoord);
}
- u_Texture:纹理,其类型是sampler2D。
- v_TexCoord:Vertex Shader传递过来的纹理顶点数据,texture2D是OpenGL ES内置函数,称之为采样器,获取纹理上指定位置的颜色值。
创建program并获取参数句柄
创建program的过程在《OpenGL ES for Android 环境搭建》中详细介绍,这里不在介绍,直接使用封装好的工具类,代码如下:
代码语言:javascript复制private fun createProgram() {
var vertexCode =
AssetsUtils.readAssetsTxt(
context = context,
filePath = "glsl/bitmap_vs.glsl"
)
var fragmentCode =
AssetsUtils.readAssetsTxt(
context = context,
filePath = "glsl/bitmap_fs.glsl"
)
mProgramHandle = GLTools.createAndLinkProgram(vertexCode, fragmentCode)
}
bitmap_vs.glsl和bitmap_fs.glsl是assets/glsl目录下文件,分别代表顶点shader和纹理shader。
AssetsUtils.readAssetsTxt为工具类,读取asset文件下的文件返回String类型,代码如下:
代码语言:javascript复制fun readAssetsTxt(context: Context, filePath: String): String {
try {
val inputStream = context.assets.open(filePath)
val size = inputStream.available()
val buffer = ByteArray(size)
inputStream.read(buffer)
inputStream.close()
return String(buffer, Charset.forName("utf-8"))
} catch (e: IOException) {
e.printStackTrace()
}
return ""
}
program的创建要在GLThread线程(所有的OpenGL ES的相关操作都要在GLThread线程中运行),在Renderer的onSurfaceCreated回调中创建,代码如下:
代码语言:javascript复制override fun onSurfaceCreated(p0: GL10?, p1: EGLConfig?) {
createProgram()
}
program创建完成后获取顶点数据(a_Position)、纹理顶点数据(a_TexCoordinate)、纹理(u_Texture)的句柄,代码如下:
代码语言:javascript复制override fun onSurfaceCreated(p0: GL10?, p1: EGLConfig?) {
createProgram()
//获取vPosition索引
vPositionLoc = GLES20.glGetAttribLocation(mProgramHandle, "a_Position")
texCoordLoc = GLES20.glGetAttribLocation(mProgramHandle, "a_TexCoordinate")
textureLoc = GLES20.glGetUniformLocation(mProgramHandle, "u_Texture")
}
a_Poition、a_TexCoordinate、u_Texture对应Shader中的名称,mProgramHandle为program的句柄。
定义顶点数据
创建全屏的顶点数据代码如下:
代码语言:javascript复制 var vertexBuffer = GLTools.array2Buffer(
floatArrayOf(
-1.0f, 1.0f, 0.0f, // top left
-1.0f, -1.0f, 0.0f, // bottom left
1.0f, -1.0f, 0.0f, // bottom right
1.0f, 1.0f, 0.0f // top right
)
)
这里有4个点,每个点包含3个float数据,代表x,y,z。4个顶点的位置如下图:
OpenGL ES中绘制任何形状都是通过绘制多个三角形而组成,所以我们将这4个点分为2个三角形,分布为(V1,V2,V3)和(V1,V3,V4),因此定义三角形索引数组代码如下:
代码语言:javascript复制var index = shortArrayOf(0, 1, 2, 0, 2, 3)
将索引数组转为buffer,我们也将此方法封装在工具类里面,代码如下:
代码语言:javascript复制 fun array2Buffer(array: ShortArray): ShortBuffer {
val bb = ByteBuffer.allocateDirect(array.size * 2)
bb.order(ByteOrder.nativeOrder())
var buffer = bb.asShortBuffer()
buffer.put(array)
buffer.position(0)
return buffer
}
调用方式代码如下:
代码语言:javascript复制val indexBuffer = GLTools.array2Buffer(index)
定义纹理顶点
纹理坐标系统如下图:
纹理坐标的原点是左上角,右下角是(1,1),将整张图片绘制的纹理顶点数据代码如下:
代码语言:javascript复制var texBuffer = GLTools.array2Buffer(
floatArrayOf(
0.0f, 0.0f,
0.0f, 1.0f,
1.0f, 1.0f,
1.0f, 0.0f
)
)
纹理坐标的顶点顺序不是随便定义的,要与定义的顶点数据一一对应,否则可能出现纹理错乱,对应顺序如下图:
如果将纹理顶点设置如下:
代码语言:javascript复制var texBuffer = GLTools.array2Buffer(
floatArrayOf(
0.0f, 1.0f,
1.0f, 1.0f,
1.0f, 0.0f,
0.0f, 0.0f
)
)
纹理将逆时针旋转90度,通过此方法可以旋转、镜像纹理,但我们一般不会使用此方法旋转、镜像纹理,可以通过OpenGL ES中著名的MVP矩阵进行此操作。
加载纹理
纹理的的来源是一张图片,将图片转为Bitmap,代码如下:
代码语言:javascript复制var bitmap =
BitmapFactory.decodeResource(context.resources, R.drawable.bitmap)
创建2D纹理id,代码如下(此方法将封装在工具类中):
代码语言:javascript复制fun createTextureId(): Int {
val textures = IntArray(1)
GLES20.glGenTextures(1, textures, 0)
glCheck("texture generate")
GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, textures[0])
glCheck("texture bind")
GLES20.glTexParameterf(
GLES20.GL_TEXTURE_2D,
GLES20.GL_TEXTURE_MIN_FILTER,
GLES20.GL_LINEAR.toFloat()
)
GLES20.glTexParameterf(
GLES20.GL_TEXTURE_2D,
GLES20.GL_TEXTURE_MAG_FILTER,
GLES20.GL_LINEAR.toFloat()
)
GLES20.glTexParameteri(
GLES20.GL_TEXTURE_2D,
GLES20.GL_TEXTURE_WRAP_S,
GLES20.GL_CLAMP_TO_EDGE
)
GLES20.glTexParameteri(
GLES20.GL_TEXTURE_2D,
GLES20.GL_TEXTURE_WRAP_T,
GLES20.GL_CLAMP_TO_EDGE
)
return textures[0]
}
- GLES20.glGenTextures(count,array,offset):生成纹理,参数说明如下:
- count:生成纹理的个数。
- array:生成纹理id存放的数组。
- offset:存放纹理id数组的偏移。
- GLES20.glGenTextures():生成1个纹理,textures[0]存放纹理id。
- GLES20.glTexParameteri:纹理映射方式。
纹理创建成功后返回纹理id,将Bitmap传递给此纹理,代码如下:
代码语言:javascript复制import android.opengl.GLUtils
GLUtils.texImage2D(GLES20.GL_TEXTURE_2D, 0, bitmap, 0)
GLUtils是系统工具类,并不是我们自己写的工具类。
绘制纹理
代码语言:javascript复制override fun onDrawFrame(p0: GL10?) {
GLES20.glUseProgram(mProgramHandle)
//设置顶点数据
vertexBuffer.position(0)
GLES20.glEnableVertexAttribArray(vPositionLoc)
GLES20.glVertexAttribPointer(vPositionLoc, 3, GLES20.GL_FLOAT, false, 0, vertexBuffer)
//设置纹理顶点数据
texBuffer.position(0)
GLES20.glEnableVertexAttribArray(texCoordLoc)
GLES20.glVertexAttribPointer(texCoordLoc, 2, GLES20.GL_FLOAT, false, 0, texBuffer)
//设置纹理
GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE0)
GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, textureId)
GLES20.glUniform1i(textureLoc, 0)
GLES20.glDrawElements(GLES20.GL_TRIANGLES, index.size, GLES20.GL_UNSIGNED_SHORT,indexBuffer)
}
- GLES20.glUseProgram():启用当前program,mProgramHandle是启用program的句柄。
- 设置纹理,代码如下:
GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE0)
GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, textureId)
GLES20.glUniform1i(textureLoc, 0)
- GLES20.glActiveTexture:激活纹理,GLES20.GL_TEXTURE0表示激活0号纹理,也可以是GLES20.GL_TEXTURE1、GLES20.GL_TEXTURE2等。
- GLES20.glBindTexture:将纹理绑定到GL_TEXTURE_2D类型。
- GLES20.glUniform1i(textureLoc, 0):设置纹理,textureLoc是Fragment Shader中纹理句柄,后面的参数0和GLES20.GL_TEXTURE0是对应的,如果启用GLES20.GL_TEXTURE1,那么使用GLES20.glUniform1i(textureLoc, 1)。
- GLES20.glDrawElements是真正的绘制,函数结构如下:
public static native void glDrawElements(
int mode,
int count,
int type,
java.nio.Buffer indices
);
参数说明如下:
- mode:绘制方式,GLES20.GL_TRIANGLES表示绘制三角形。
- count:顶点的个数
- type:索引(indices)数组中的元素类型,注意不是顶点的类型,值必须是GL_UNSIGNED_BYTE或者GL_UNSIGNED_SHORT。
- indices:索引数组
到此绘制纹理就完成了。