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這篇文章將從demo開始介紹 GLSurfaceView 和 Renderer的使用。
如果對OpenGL的一些基本概念不清楚可以第一篇文章
《OpenGL從入門到放棄01 》一些基本概念

1、GLSurfaceView

GlSurfaceView繼承自SurfaceView。并增加了Renderer接口，提供三個回調(diào)方法

先看下一般使用方法

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        GLSurfaceView glSurfaceView = new GLSurfaceView(this);
        glSurfaceView.setRenderer(new GLSurfaceView.Renderer() {
            @Override
            public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
                
            }

            @Override
            public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {

            }

            @Override
            public void onDrawFrame(GL10 gl) {

            }
        });
        setContentView(glSurfaceView);
    }

創(chuàng)建 GLSurfaceView
調(diào)用glSurfaceView.setRenderer，為GLSurfaceView設(shè)置一個Renderer，并重寫三個方法

2、GlSurfaceView.Renderer

GlSurfaceView.Renderer 提供和三個渲染回調(diào)方法

public interface Renderer {
    void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config);
    void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height);
    void onDrawFrame(GL10 gl);
}

onSurfaceCreated: GlSurfaceView 創(chuàng)建的時候回調(diào)，可以做一些參數(shù)初始化操作
onSurfaceChanged：GlSurfaceView尺寸發(fā)送變化時回調(diào)，例如橫豎屏切換
onDrawFrame：此方法頻繁回調(diào)，我們可以在這個方法里面進行繪制操作

怎么知道 onDrawFrame 會頻繁回調(diào)？來，上源碼

GLSurfaceView 是一個View對象，在onAttachedToWindow方法啟動一個渲染線程

protected void onAttachedToWindow() {
        super.onAttachedToWindow();
        ...
        mGLThread = new GLThread(mThisWeakRef);
            if (renderMode != RENDERMODE_CONTINUOUSLY) {
                mGLThread.setRenderMode(renderMode);
            }
            mGLThread.start();
    }

GLThread 繼承自Thread，run方法里調(diào)用了guardedRun 方法,重點來了

private void guardedRun() throws InterruptedException {
       ...
       while (true) {
            // 1 onSurfaceCreated 只會調(diào)用一次，調(diào)用之后createEglContext就為false了
            if (createEglContext) {
                        GLSurfaceView view = mGLSurfaceViewWeakRef.get();
                        if (view != null) {
                            try {
                                view.mRenderer.onSurfaceCreated(gl, mEglHelper.mEglConfig);
                            }
                        }
                        // 賦值為false，說明onSurfaceCreated只執(zhí)行一次
                        createEglContext = false;
                    }
                    ...
             // 2 大小改變的時候調(diào)用onSurfaceChanged
            if (sizeChanged) {
                        GLSurfaceView view = mGLSurfaceViewWeakRef.get();
                        if (view != null) {
                            try {
                                Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, "onSurfaceChanged");
                                view.mRenderer.onSurfaceChanged(gl, w, h);
                            }
                        }
                        sizeChanged = false;
                    }
                    ...
             // 3 每次都調(diào)用  onDrawFrame  
            {
                        GLSurfaceView view = mGLSurfaceViewWeakRef.get();
                        if (view != null) {
                            try { view.mRenderer.onDrawFrame(gl);
                            } 
                        }
                    }
                    
         }   
    
        
       
}

從注釋1、2、3處我們可以驗證 Renderer接口三個方法的調(diào)用時機。

上面這些貌似理解起來沒啥問題，但是繪制圖形就復(fù)雜一點了。

3、先來簡單的，畫一個背景

3.1 聲明OpenGL版本

在使用OpenGL之前，需要在AndroidManifest.xml中設(shè)置OpenGL的版本：這里我們使用的是OpenGl ES 2.0,所以需要添加如下說明：
<uses-feature android:glEsVersion="0x00020000" android:required="true" />

3.2 GLSufaceView 準備

在Activity onCreate中創(chuàng)建 GLSufaceView 和設(shè)置Renderer。GLSufaceView可以寫在xml中，一樣的。

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        GLSurfaceView glSurfaceView = new GLSurfaceView(this);
        glSurfaceView.setRenderer(new DemoRenderer());
        setContentView(glSurfaceView);
    }

DemoRenderer 實現(xiàn)了GLSurfaceView.Renderer接口，并且重寫三個方法，繼續(xù)看

3.3 GlSurfaceView.Renderer中的繪制步驟

設(shè)置展示窗口(viewport)：GLES20.glViewport(0,0,width,height);
創(chuàng)建圖形類，確定好頂點位置和圖形顏色，將頂點和顏色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為OpenGl使用的數(shù)據(jù)格式
加載頂點著色器和片元著色器用來修改圖形的顏色，紋理，坐標等屬性
創(chuàng)建投影和相機視圖來顯示視圖的顯示狀態(tài)，并將投影和相機視圖的轉(zhuǎn)換傳遞給著色器。
創(chuàng)建項目(Program),連接頂點著色器片段著色器
將坐標數(shù)據(jù)傳入到OpenGl ES程序中

繪制步驟大概是這些，接下來上代碼了。

3.4 畫個背景色看看效果

public class DemoRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {
    public void onSurfaceCreated(GL10 unused, EGLConfig config) {
        // 設(shè)置個紅色背景
        GLES20.glClearColor(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
    }

    public void onDrawFrame(GL10 unused) {
        // Redraw background color 重繪背景
        GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    }

    public void onSurfaceChanged(GL10 unused, int width, int height) {
        // 設(shè)置繪圖的窗口(可以理解成在畫布上劃出一塊區(qū)域來畫圖)
        GLES20.glViewport(100,100,width,height);
    }
}

image.png

很簡單，就畫一個背景色而已。

4、畫一個三角形

創(chuàng)建一個幾何圖形（這里列舉三角形），需要注意一點，我們設(shè)置圖形的頂點坐標后，需要將頂點坐標轉(zhuǎn)為ByteBuffer,這樣OpenGL才能進行圖形處理。

4.1 定義一個三角形View

網(wǎng)上很多demo畫三角形都是在Renderer里面，這里我們將三角形的繪制流程抽取到一個單獨的類，定義為 GLTriangle，在構(gòu)造方法里面初始化數(shù)據(jù)，然后定義一個draw方法，在onDrawFrame()中調(diào)用draw方法進行繪制操作。

public class GLTriangle{

    // 頂點著色器的腳本
    String vertexShaderCode =
            " attribute vec4 vPosition;" +     // 應(yīng)用程序傳入頂點著色器的頂點位置
                    " void main() {" +
                    "     gl_Position = vPosition;" +  // 此次繪制此頂點位置
                    " }";

    // 片元著色器的腳本
    String fragmentShaderCode =
            " precision mediump float;" +  // 設(shè)置工作精度
                    " uniform vec4 vColor;" +       // 接收從頂點著色器過來的頂點顏色數(shù)據(jù)
                    " void main() {" +
                    "     gl_FragColor = vColor;" +  // 給此片元的填充色
                    " }";

    private FloatBuffer vertexBuffer;  //頂點坐標數(shù)據(jù)要轉(zhuǎn)化成FloatBuffer格式

    // 數(shù)組中每3個值作為一個坐標點
    static final int COORDS_PER_VERTEX = 3;
    //三角形的坐標數(shù)組
    static float triangleCoords[] = {
            0.0f, 0.5f, 0.0f, // top
            -0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom left
            0.5f, -0.5f, 0.0f  // bottom right
    };

    //頂點個數(shù)，計算得出
    private final int vertexCount = triangleCoords.length / COORDS_PER_VERTEX;
    //一個頂點有3個float，一個float是4個字節(jié)，所以一個頂點要12字節(jié)
    private final int vertexStride = COORDS_PER_VERTEX * 4; // 4 bytes per vertex

    //三角形的顏色數(shù)組，rgba
    private float[] mColor = {
            0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f,
    };

    //當前繪制的頂點位置句柄
    private int vPosition;
    //片元著色器顏色句柄
    private int vColor;
    //這個可以理解為一個OpenGL程序句柄
    private final int mProgram;


    public GLTriangle() {
        /** 1、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，頂點坐標數(shù)據(jù)float類型轉(zhuǎn)換成OpenGL格式FloatBuffer，int和short同理*/
        vertexBuffer = GLUtil.floatArray2FloatBuffer(triangleCoords);

        /** 2、加載編譯頂點著色器和片元著色器*/
        int vertexShader = GLUtil.loadShader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER,
                vertexShaderCode);
        int fragmentShader = GLUtil.loadShader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER,
                fragmentShaderCode);

        /** 3、創(chuàng)建空的OpenGL ES程序，并把著色器添加進去*/
        mProgram = GLES20.glCreateProgram();

        // 添加頂點著色器到程序中
        GLES20.glAttachShader(mProgram, vertexShader);

        // 添加片段著色器到程序中
        GLES20.glAttachShader(mProgram, fragmentShader);

        /** 4、鏈接程序*/
        GLES20.glLinkProgram(mProgram);

    }


   
    public void draw() {

        // 將程序添加到OpenGL ES環(huán)境
        GLES20.glUseProgram(mProgram);

        /***在什么位置顯示什么顏色*/

        // 獲取頂點著色器的位置的句柄（這里可以理解為當前繪制的頂點位置）
        vPosition = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "vPosition");

        // 啟用頂點屬性
        GLES20.glEnableVertexAttribArray(vPosition);

        //準備三角形坐標數(shù)據(jù)
        GLES20.glVertexAttribPointer(vPosition, COORDS_PER_VERTEX,
                GLES20.GL_FLOAT, false,
                vertexStride, vertexBuffer);

        // 獲取片段著色器的vColor屬性
        vColor = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "vColor");

        // 設(shè)置繪制三角形的顏色
        GLES20.glUniform4fv(vColor, 1, mColor, 0);

        // 繪制三角形
        GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vertexCount);

        // 禁用頂點數(shù)組
        GLES20.glDisableVertexAttribArray(vPosition);
    }
}

代碼基本都加了注釋，在構(gòu)造函數(shù)中主要做的事是：

頂點數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)成成OpenGL能識別的數(shù)據(jù)格式

為什么數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)換格式呢？主要是因為Java的緩沖區(qū)數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)為大端字節(jié)序(BigEdian)，而OpenGl的數(shù)據(jù)為小端字節(jié)序（LittleEdian）,因為數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)的差異，所以，在Android中使用OpenGl的時候必須要進行下轉(zhuǎn)換。

/**
     * float 數(shù)組轉(zhuǎn)換成FloatBuffer，OpenGL才能使用
     * @param arr
     * @return
     */
    public static FloatBuffer floatArray2FloatBuffer(float[] arr)
    {
        FloatBuffer mBuffer;
        // 初始化ByteBuffer，長度為arr數(shù)組的長度*4，因為一個int占4個字節(jié)
        ByteBuffer qbb = ByteBuffer.allocateDirect(arr.length * 4);
        // 數(shù)組排列用nativeOrder
        qbb.order(ByteOrder.nativeOrder());
        mBuffer = qbb.asFloatBuffer();
        mBuffer.put(arr);
        mBuffer.position(0);
        return mBuffer;
    }

加載和編譯定義好的頂點著色器和片元著色器代碼

這里面有兩個知識點，一個是著色器語言，一個是編譯過程。
對于著色器代碼，加了注釋，大概意思能看懂就行，后面會寫一篇專門講解著色器語言。

著色器語言需要經(jīng)過加載和編譯之后，鏈接到OpenGL ES程序中

public static int loadShader(int shaderType, String source) {
        // 創(chuàng)造頂點著色器類型(GLES20.GL_VERTEX_SHADER)
        // 或者是片段著色器類型 (GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER)
        int shader = GLES20.glCreateShader(shaderType);
        // 添加上面編寫的著色器代碼并編譯它
        GLES20.glShaderSource(shader, source);
        GLES20.glCompileShader(shader);
        return shader;
    }

加載和編譯，這些都是固定的步驟

創(chuàng)建空的 OpenGL ES程序，并把著色器句柄添加進去（著色器句柄可以理解為這個著色器的id）
鏈接程序

初始化OpenGL ES程序4個步驟基本是固定的，為OpenGL繪制做準備

接下來看下draw方法：

構(gòu)造方法中已經(jīng)把程序（mProgram）準備好了，還需要將程序添加到OpenGL ES環(huán)境：GLES20.glUseProgram(mProgram);
準備三角形的坐標數(shù)據(jù)

// 獲取頂點著色器的位置的句柄（這里可以理解為當前繪制的頂點位置）
vPosition = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "vPosition");

// 啟用頂點屬性
GLES20.glEnableVertexAttribArray(vPosition);

//準備三角形坐標數(shù)據(jù)（這里可以理解為將數(shù)據(jù)傳到頂點著色器的vPosition變量）
GLES20.glVertexAttribPointer(vPosition, COORDS_PER_VERTEX,
        GLES20.GL_FLOAT, false,
        vertexStride, vertexBuffer);

設(shè)置繪制三角形的顏色

// 獲取片段著色器的vColor句柄
vColor = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "vColor");

// 設(shè)置繪制三角形的顏色
GLES20.glUniform4fv(vColor, 1, mColor, 0);

繪制三角形 GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vertexCount);

對于三角形的封裝，代碼不多，步驟也還算清晰，那怎么使用應(yīng)該能猜到吧

public class DemoRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {

    private GLTriangle mGlTriangle;
    
    @Override
    public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
        mGlTriangle = new GLTriangle();
    }
    
    @Override
    public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
        // 設(shè)置繪圖的窗口(可以理解成在畫布上劃出一塊區(qū)域來畫圖)
        GLES20.glViewport(100,100,width,height);
    }

    @Override
    public void onDrawFrame(GL10 gl) {
        mGlTriangle.draw();
    }

}

image.png

圖片偏右，這是因為GLES20.glViewport(100,100,width,height);，xy值不為0，

至此，一個簡單的三角形就繪制好了，
對于習慣使用Android 原生控件的看官來說，OpenGL可能是完全陌生的，需要時間慢慢消化才行，這一節(jié)的內(nèi)容也就到此為止。

另外，大家有沒有發(fā)現(xiàn)這個三角形形狀有點怪怪的，坐標是

static float triangleCoords[] = {
            0.0f, 0.5f, 0.0f, // top
            -0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom left
            0.5f, -0.5f, 0.0f  // bottom right
    };

我們要的是等邊的，為什么會顯示成這樣呢？
第一節(jié)介紹概念時有說到OpenGL的坐標系，沒錯，就是因為坐標問題啦，下一節(jié)將介紹投影和相機視圖來解決這個問題。

上一篇：《OpenGL從入門到放棄01 》一些基本概念

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《OpenGL從入門到放棄02 》GLSurfaceView和Renderer

《OpenGL從入門到放棄02 》GLSurfaceView和Renderer

1、GLSurfaceView

2、GlSurfaceView.Renderer

3、先來簡單的，畫一個背景

3.1 聲明OpenGL版本

3.2 GLSufaceView 準備

3.3 GlSurfaceView.Renderer中的繪制步驟

3.4 畫個背景色看看效果

4、畫一個三角形

4.1 定義一個三角形View

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《OpenGL從入門到放棄02 》GLSurfaceView和Renderer

1、GLSurfaceView

2、GlSurfaceView.Renderer

3、先來簡單的，畫一個背景

3.1 聲明OpenGL版本

3.2 GLSufaceView 準備

3.3 GlSurfaceView.Renderer中的繪制步驟

3.4 畫個背景色看看效果

4、畫一個三角形

4.1 定義一個三角形View

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1、GLSurfaceView

3、先來簡單的，畫一個背景

4、畫一個三角形