用OpenGL构建粒子喷泉
效果展示
这是《OpenGL ES应用开发实践指南》中的一个例子，写这篇blog简单总结下在Android上进行OpenGL ES开发的方法。
工作流程概述
代码语言：javascript复制定义顶点着色器、片段着色器。在哪里画图
在Activity中设置ContentView为GLSurfaceView，在该控件上设置自定义渲染器Renderer完成OpenGL绘图。 Renderer接口定义的方法： onSurfaceCreated(GL10 gl10, EGLConfig eglConfig) 在Surface被创建时调用。
onSurfaceChanged(GL10 gl10, int width, int height) 每次Suface尺寸变化时被调用，包括第一次刚创建时。
onDrawFrame(GL10 gl10) 当绘制一帧时会被调用，比如一秒钟会被调用执行60次。
如何告诉GPU绘制信息
把内存从java堆复制到本地堆
图形有顶点和颜色构成，将这些信息存放在一个数组中，并且需要将java数组转移到本地数组中,可以使用这个工具类VertexArray
代码语言：javascript复制/**
* Created by felix on 15/5/19.
* 负责将内存从java堆复制到本地堆。
* 关联属性与顶点数据，告诉OpenGL去哪里找属性对应的数据。
*/
public class VertexArray {
private final FloatBuffer floatBuffer;
public VertexArray(float[] vertexData) {
this.floatBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(vertexData.length * BYTE_PER_FLOAT)
.order(ByteOrder.nativeOrder())
.asFloatBuffer();
floatBuffer.put(vertexData);
}
public void setVertexAttribPointer(int dataOffset, int attributeLocation, int componentCount, int stride) {
floatBuffer.position(dataOffset);
glVertexAttribPointer(attributeLocation, componentCount, GL_FLOAT, false, stride, floatBuffer);
glEnableVertexAttribArray(attributeLocation);
floatBuffer.position(0);
}
/**
* 在原有数组的基础上更新指定范围的元素，如果全部复制的话速度太慢
*
* @param vertexData
* @param start
* @param count
*/
public void updateBuffer(float[] vertexData, int start, int count) {
floatBuffer.position(start);
floatBuffer.put(vertexData, start, count);
floatBuffer.position(0);
}
}还需要着色器
告诉GPU如何绘制数据，数据在着色器这一管道中传递。
着色器中变量的解释
代码语言：javascript复制uniform：会让每个顶点都使用同一个值，不需要对每个顶点设置，除非我们再次改变它。
attribute：把顶点属性放进着色器的手段，每个顶点都要设置一次
varying：不需要设置，共顶点着色器和片段着色器之间共享数据。下面是一个顶点着色器
代码语言：javascript复制 uniform mat4 u_Matrix;
uniform float u_Time; //当前系统的时间
attribute vec3 a_Position;
attribute vec3 a_Color;
attribute vec3 a_DirectionVector;
attribute float a_ParticleStartTime; //例子创建的时间
varying float v_ElapseTime;
varying vec3 v_Color;
void main() {
v_Color=a_Color;
v_ElapseTime=u_Time-a_ParticleStartTime;
vec3 currentPosition=a_Position (a_DirectionVector*v_ElapseTime);
gl_Position=u_Matrix*vec4(currentPosition,1.0);
gl_PointSize=10.0;
}下面是一个片段着色器： 告诉GPU每个片段最终颜色是什么，对于基本图元的每个片段都会被调用一次。
代码语言：javascript复制 precision mediump float;
varying vec3 v_Color;
varying float v_ElapseTime;
void main() {
gl_FragColor=vec4(v_Color/v_ElapseTime,1.0);
}如何让OpenGL画图
当调用下面的方法时，OpenGL就会从缓冲区读数据，每读取完一组数据就会调用一次main方法，并把数据填到attribute对应的变量中。
代码语言：javascript复制 glDrawArrays(GL_POINTS, 0, currentParticleCount);着色器main方法中的gl_Position和gl_PointSize是OpenGL中的变量，也就是最终给GPU的信息。
编译着色器
glsl文件需要编译链接成OpenGL的一个程序才能使用。 需要使用这几个工具类。
构建粒子系统
ParticlesRenderer
ParticlesShooter
ParticlsSystem
向粒子系统中填充数据
代码语言：javascript复制 /**
* 向系统中添加粒子，每次添加一个
*
* @param positionPoint 新加粒子的位置
*/
public void addParticles(Point positionPoint, int color, Vector direction, float particleStrtTime) {
final int particleOffset = nextParticleOffset * TOTAL_COMPONENT_COUNT; //记住新粒子从数组的哪个编号开始
int currentOffset = particleOffset; //记住新粒子的每个属性从哪里开始
nextParticleOffset ;
if (currentParticlesCount < maxParticlesCount) {
currentParticlesCount ;
}
//当超出数组范围时，将下一个粒子放在数组的开头位置，达到回收的目的
if (nextParticleOffset == maxParticlesCount) {
nextParticleOffset = 0;
}
//把新粒子的数据写到数组中
particles[currentOffset ] = positionPoint.x;
particles[currentOffset ] = positionPoint.y;
particles[currentOffset ] = positionPoint.z;
particles[currentOffset ] = Color.red(color) / 255f; //OpenGL需要[0,1)的颜色值
particles[currentOffset ] = Color.green(color) / 255f;
particles[currentOffset ] = Color.blue(color) / 255f;
particles[currentOffset ] = direction.x;
particles[currentOffset ] = direction.y;
particles[currentOffset ] = direction.z;
particles[currentOffset ] = particleStrtTime;
vertexArray.updateBuffer(particles, particleOffset, TOTAL_COMPONENT_COUNT);
}通过发射器向粒子系统中添加数据
代码语言：javascript复制 public class ParticlesShooter {
//确定粒子发射器的位置，方向和颜色
private final Point position;
private final Vector direction;
private final int color;
public ParticlesShooter(Point position, Vector direction, int color) {
this.position = position;
this.direction = direction;
this.color = color;
}
public void addParticles(ParticlsSystem particlsSystem, float currentTime, int count) {
for (int i = 0; i < count; i ) {
particlsSystem.addParticles(position,color,direction,currentTime);
}
}
}最后在ParticlesRenderer中加入一些调用统一管理这一切。
项目地址
