EGL簡(jiǎn)介

一、什么是EGL

EGL用于管理繪圖表面， 提供了如下機(jī)制:

  1. 與設(shè)備的原生窗口系統(tǒng)通信;
  2. 查詢繪制表面的可用類型和配置;
  3. 創(chuàng)建繪圖表面;
  4. 在OpenGL ES3.0 和其他圖形渲染API直接同步渲染；
  5. 管理紋理貼圖等渲染資源；

總之：EGL提供了OpenGL ES3.0和運(yùn)行于計(jì)算機(jī)上的原生窗口系統(tǒng)之間的一個(gè)“結(jié)合”層次。使用過(guò)程可分如下幾個(gè)步驟：

  1. 初始化EGL
  2. 確定可用表面配置
  3. 創(chuàng)建渲染窗口
  4. 創(chuàng)建一個(gè)渲染上下文
  5. 設(shè)置為當(dāng)前的渲染環(huán)境

二、初始化EGL

EGL10 egl10 =  (EGL10) EGLContext.getEGL();
EGLDisplay eglDisplay = egl10.eglGetDisplay(EGL10.EGL_DEFAULT_DISPLAY);
if (EGL10.EGL_NO_DISPLAY == eglDisplay){
   //error msg         
    return;
}
int version[] = new int[2];
if(!egl10.eglInitialize(eglDisplay, version)){
   //error msg
   return;
}

eglGetDisplay方法用于獲得EGLDisplay， EGLDisplay為顯示設(shè)備。獲取成功后即可調(diào)用eglInitialize初始化EGL， 其中version[0]為主版本號(hào)，version[1]為子版本號(hào)。
另外也可以調(diào)用eglQueryString來(lái)查詢EGL的相關(guān)信息，如版本號(hào)、實(shí)現(xiàn)廠家等。
例如:

String vendor = egl10.eglQueryString(eglDisplay, EGL10.EGL_VENDOR);
System.out.println("egl vendor: " + vendor); // 打印此版本EGL的實(shí)現(xiàn)廠商

三、確定可用表面配置

初始化EGL之后，就可以確定可用的渲染表面的類型和配置，有兩種方法：

  1. 查詢每個(gè)表面配置， 找出最好的選擇；
  2. 指定一組需求， 讓EGL推薦最佳匹配；

1、 查詢所有配置

EGLConfig包含EGL相關(guān)的各種屬性，如何獲取EGL支持的所有配置呢？需要用到的函數(shù)為:

 boolean  eglGetConfigs(EGLDisplay display, EGLConfig[] configs, int config_size, int[] num_config);

其中：
config_size為獲取EGLConfig的數(shù)量，num_config為系統(tǒng)支持的所有EGLConfig數(shù)量。函數(shù)有兩種使用方式：第一種是configs設(shè)為null，則num_config可返回可用配置的數(shù)量；第二種方式是將config_size設(shè)置為configs數(shù)組的大小，函數(shù)將返回config_size個(gè)可用配置。為了謹(jǐn)慎起見(jiàn)使用如下：

 int configsNum[] = new int[1];
 egl10.eglGetConfigs(eglDisplay, null, 0, configsNum);

 EGLConfig eglConfig[] = new EGLConfig[configsNum[0]];
 egl10.eglGetConfigs(eglDisplay, eglConfig, configsNum[0], configsNum);

獲取EGLConfig后可用eglGetConfigAttrib查詢所支持的配置信息，如查詢第i個(gè)EGLConfig中顏色緩沖區(qū)中所有顏色分量的位數(shù):

int colorBufferSize[] = new int[1];
egl10.eglGetConfigAttrib(eglDisplay, eglConfig[i], EGL10.EGL_BUFFER_SIZE, colorBufferSize);
System.out.println("EGL_BUFFER_SIZE:" + colorBufferSize[0]);

2、讓EGL選擇配置

使用函數(shù):

boolean  eglChooseConfig(EGLDisplay display, int[] attrib_list, EGLConfig[] configs, int config_size, int[] num_config);

可匹配符合需要的EGLConfig。
其中：attrib_list為匹配的熟悉列表。
如果匹配成功則返回true。使用方式如下：

int[] attributes = new int[] {
                EGL10.EGL_RED_SIZE, 5,  //指定RGB中的R大?。╞its）
                EGL10.EGL_GREEN_SIZE, 6, //指定G大小
                EGL10.EGL_BLUE_SIZE, 5,  //指定B大小
                EGL10.EGL_DEPTH_SIZE, 1, //指定深度緩存(Z Buffer)大小
                EGL10.EGL_NONE };
int chooseNum = 10;
EGLConfig chooseConfigs[] = new EGLConfig[chooseNum];
int chooseMaxNum[] = new int[1];
egl10.eglChooseConfig(eglDisplay, attributes,  chooseConfigs, chooseNum, chooseMaxNum);

熟悉列表最后以EGL10.EGL_NONE結(jié)尾。

四、創(chuàng)建渲染窗口

當(dāng)找到符合渲染需求的EGLConfig后，就可以創(chuàng)建顯然窗口， 調(diào)用函數(shù)如下:

EGLSurface  eglCreateWindowSurface(EGLDisplay display, EGLConfig config, Object native_window, int[] attrib_list);

五、創(chuàng)建一個(gè)渲染上下文

 EGLContext  eglCreateContext(EGLDisplay display, EGLConfig config, EGLContext share_context, int[] attrib_list);

其中share_context表示是否有context共享，共享的contxt之間亦共享所有數(shù)據(jù)，EGL_NO_CONTEXT代表不共享；attrib_list表示可用屬性，當(dāng)前只有EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION, 1代表OpenGL ES 1.x, 2代表2.0。

六、設(shè)置為當(dāng)前的渲染環(huán)境

boolean  eglMakeCurrent(EGLDisplay display, EGLSurface draw, EGLSurface read, EGLContext context);

其中:draw為繪圖表面， read為讀取表面。

七、demo

在Android中使用OpenGL ES一般都是直接利用GLSurfaceView控件， 其封裝了EGL相關(guān)的操作，方便使用。那如何在SurfaceView中使用OpenGL ES呢？ 例子如下:

  • MainActivity:
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.view.SurfaceHolder;
import android.view.SurfaceView;

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements SurfaceHolder.Callback{
    private EGLUtils eglUtils;
    private SurfaceView view;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        view = new SurfaceView(this);
        view.getHolder().addCallback(this);
        setContentView(view);
    }

    @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
        eglUtils = new EGLUtils();
        if(eglUtils.CreateEGLEnv(holder)){
            Triangle triangle = new Triangle();
            triangle.draw();
            eglUtils.swapBuffer();
            eglUtils.destroy();
        }
    }

    @Override
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {
    }

    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {

    }
}

將EGL相關(guān)操作封裝如下:

  • EGLUtils:
import android.view.SurfaceHolder;
import javax.microedition.khronos.egl.EGL10;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLContext;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLDisplay;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLSurface;
import static android.opengl.EGL14.EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION;
import static javax.microedition.khronos.egl.EGL10.EGL_NO_CONTEXT;
import static javax.microedition.khronos.egl.EGL10.EGL_NO_SURFACE;

public class EGLUtils {
    private EGLDisplay eglDisplay;
    private EGL10  egl10;
    private EGLSurface eglSurface;
    private EGLContext eglContext;

    public boolean CreateEGLEnv(SurfaceHolder holder){
        egl10 =  (EGL10) EGLContext.getEGL();
        eglDisplay = egl10.eglGetDisplay(EGL10.EGL_DEFAULT_DISPLAY);
        if (EGL10.EGL_NO_DISPLAY == eglDisplay){
            System.out.println("egl 不可用:err:" + egl10.eglGetError());
            return false;
        }
        int version[] = new int[2];
        if(!egl10.eglInitialize(eglDisplay, version)){
            //error msg
            return false;
        }
        int[] attributes = new int[] {
                EGL10.EGL_RED_SIZE, 5,  //指定RGB中的R大?。╞its）
                EGL10.EGL_GREEN_SIZE, 6, //指定G大小
                EGL10.EGL_BLUE_SIZE, 5,  //指定B大小
                EGL10.EGL_DEPTH_SIZE, 1, //指定深度緩存(Z Buffer)大小
                EGL10.EGL_NONE };

        int chooseNum = 10;
        EGLConfig chooseConfigs[] = new EGLConfig[chooseNum];
        int chooseMaxNum[] = new int[1];
        egl10.eglChooseConfig(eglDisplay, attributes,  chooseConfigs, chooseNum, chooseMaxNum);
        System.out.println("chooseMaxNum:" + chooseMaxNum[0]);


        eglSurface = egl10.eglCreateWindowSurface(eglDisplay, chooseConfigs[0], holder, null);
        if(eglSurface == EGL_NO_SURFACE){
            System.out.println("create surface failed,msg:" + egl10.eglGetError());
            return false;
        }
        int[] contextAttr = new int[]{
                EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION, 2,
                EGL10.EGL_NONE
        };
        eglContext = egl10.eglCreateContext(eglDisplay, chooseConfigs[0], egl10.EGL_NO_CONTEXT, contextAttr);
        if(eglContext == EGL_NO_CONTEXT){
            System.out.println("create context failed,msg:" + egl10.eglGetError());
            return false;
        }
        if(!egl10.eglMakeCurrent(eglDisplay, eglSurface, eglSurface, eglContext)){
            System.out.println("eglMakeCurrent ailed, msg:" + egl10.eglGetError());
            return false;
        }
        return true;
    }

    public void destroy(){
        egl10.eglMakeCurrent(eglDisplay, EGL_NO_SURFACE,
                EGL_NO_SURFACE, EGL10.EGL_NO_CONTEXT);
        egl10.eglDestroySurface(eglDisplay, eglSurface);
        egl10.eglDestroyContext(eglDisplay, eglContext);
        egl10.eglTerminate(eglDisplay);
    }

    public  void swapBuffer(){
        egl10.eglSwapBuffers(eglDisplay, eglSurface);
    }
}

demo以繪制一個(gè)三角形為目的,三角形如下:

  • Triangle.java
import android.opengl.GLES20;

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.FloatBuffer;
import static android.opengl.GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT;

public class Triangle {
    private FloatBuffer vertexBuffer;
    private static final float VERTEXS[] = {
            -0.5f, 0.0f,
            0.5f, 0.0f,
            0.0f, 0.5f
    };
    private static final String vertexShaderCode =
            "attribute vec4 vPosition;" +
                    "void main() {" +
                    "gl_Position = vPosition;" +
                    "gl_PointSize = 10.0;" +
                    "}";

    private static final String fragmentShaderCode =
            "precision mediump float;" +
                    "uniform vec4 vColor;" +
                    "void main() {" +
                    "gl_FragColor = vColor;" +
                    "}";

    private int programId;
    private int vertexPositionId;
    private int colorPositionId;

    public  Triangle(){
        ByteBuffer vertexBytes = ByteBuffer.allocateDirect(
                VERTEXS.length * 4);
        vertexBytes.order(ByteOrder.nativeOrder());

        vertexBuffer = vertexBytes.asFloatBuffer();
        vertexBuffer.put(VERTEXS);
        vertexBuffer.position(0);

        GLES20.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
        programId = OpenGlUtils.loadProgram(vertexShaderCode, fragmentShaderCode);
    }

    public void draw(){
        GLES20.glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        GLES20.glUseProgram(programId);
        vertexPositionId = GLES20.glGetAttribLocation(programId, "vPosition");
        colorPositionId = GLES20.glGetUniformLocation(programId, "vColor");
        GLES20.glVertexAttribPointer(vertexPositionId, 2,
                GLES20.GL_FLOAT, false,
                0, vertexBuffer);
        GLES20.glEnableVertexAttribArray(vertexPositionId);
        GLES20.glUniform4f(colorPositionId, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
        GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, 3);
        GLES20.glDisableVertexAttribArray(vertexPositionId);
    }
}

其中OpenGlUtils在文章2. 第一個(gè)三角形。

說(shuō)明:本demo只是為了演示如果在SurfaceView中使用OpenGL ES，實(shí)際中如何使用可參考:Android example source code file (GLView.java)。

參考:

1. 學(xué)習(xí)OpenGL-ES: 2 - EGL解析

2. OpenGL ES 3.0編程指南

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