音視頻開發(fā)進(jìn)階指南(第四章)-OpenGL-ES顯示圖片

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EGL API文檔

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本節(jié)使用OpenGL ES顯示PNG圖片，基于JNI開發(fā)，使用EGL作為OpenGL ES和顯示設(shè)備之前的橋梁。另外PNG圖片的數(shù)據(jù)讀取使用libpng。

一、EGL簡介

EGL 是 OpenGL ES 和底層 Native 平臺視窗系統(tǒng)之間的接口。OpenGL ES 本質(zhì)上是一個圖形渲染管線的狀態(tài)機，而 EGL 則是用于監(jiān)控這些狀態(tài)以及維護(hù) Frame buffer 和其他渲染 Surface 的外部層。EGL提供如下機制：

  • 與設(shè)備的原生窗口系統(tǒng)通信
  • 查詢繪圖表面的可用類型和配置
  • 創(chuàng)建繪圖表面
  • 在OpenGL ES 和其他圖形渲染API之間同步渲染
  • 管理紋理貼圖等渲染資源
    具體的EGL函數(shù)介紹參考：EGL API文檔

二、代碼講解

顯示PNG的基本流程

  1. 打開PNG圖片
  2. 開啟線程
  3. 當(dāng)設(shè)置window后，在新線程中創(chuàng)建OpenGL ES運行環(huán)境，由EGL進(jìn)行配置窗口
  4. OpenGL ES創(chuàng)建紋理并初始化
  5. 創(chuàng)建顯卡可執(zhí)行程序shaders
  6. 開始繪制

2.1 打開PNG并開啟新線程

bool PngRender::openFile(const char *pngPath) {
    LOGI("open png file:%s", pngPath);
    printids();
    //使用libpng打開PNG圖片，并讀取出RGBA數(shù)據(jù)
    pngPicDecoder = new PngPicDecoder();
    pngPicDecoder->openFile(const_cast<char *>(pngPath));

    /**創(chuàng)建子線程進(jìn)行PNG解碼
     * 參數(shù)一 為指向線程標(biāo)識符的指針
     * 參數(shù)二 定制各種不能的線程屬性
     * 參數(shù)三 是線程運行函數(shù)的地址
     * 參數(shù)四 是運行函數(shù)的參數(shù)
     */
    int ret = pthread_create(&threadId, 0, pngRenderThread, this);
    return ret == 0;
}

使用libpng處理PNG圖片，通用性更強。新線程調(diào)用pngRenderThread函數(shù)。

2.2 新線程中初始化EGL和OpenGL

void PngRender::renderLoop() {
    LOGI("renderLoop");
    renderEnabled = true;
    while (renderEnabled) {
        LOGI("waiting for mLock...");
        pthread_mutex_lock(&mLock);
        LOGI("Got mLock");
        switch (msg) {
            case MSG_WINDOW_SET: {
                LOGI("MSG_WINDOW_SET");
                //設(shè)置了window,開始初始化
                initial = initialize();
                break;
            }
            case MSG_RENDER_LOOP_EXIT:
                LOGI("MSG_RENDER_LOOP_EXIT");
                //退出循環(huán)
                renderEnabled = false;
                destroy();
                break;
            case MSG_NONE:
                LOGI("MSG_NONE");
                break;
        }
        msg = MSG_NONE;

        if (initial) {
            LOGI("初始化成功，開始繪制");
            eglMakeCurrent(eglDisplay, eglSurface, eglSurface, eglContext);
            drawPng();
            pthread_cond_wait(&mCondition, &mLock);
            usleep(100 * 1000);//睡眠100S
        }
        pthread_mutex_unlock(&mLock);
    }
}

當(dāng)設(shè)置了window后，就開始執(zhí)行初始化，這個window就是安卓應(yīng)用層API，SurfaceView或者TextureView。

初始化過程：先進(jìn)行EGL的初始化，再進(jìn)行OpenGL的初始化

2.3 EGL的初始化

    const EGLint attribs[] = {EGL_BUFFER_SIZE, 32,
                              EGL_ALPHA_SIZE, 8,
                              EGL_BLUE_SIZE, 8,
                              EGL_GREEN_SIZE, 8,
                              EGL_RED_SIZE, 8,
                              EGL_RENDERABLE_TYPE, EGL_OPENGL_ES2_BIT,
                              EGL_SURFACE_TYPE, EGL_WINDOW_BIT,
                              EGL_NONE};
    //獲取顯示設(shè)備
    eglDisplay = eglGetDisplay(EGL_DEFAULT_DISPLAY);
    LOGI("獲取并與顯示設(shè)備連接");
    //初始化EGL
    int major,minor;
    eglInitialize(eglDisplay, &major, &minor);
    LOGI("初始化EGL,對EGL內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置，返回主版本號和次版本號,major=%d,minor=%d", major, minor);
    //列出并讓EGL選擇最合適的配置
    eglChooseConfig(eglDisplay, attribs, &eglConfig, 1, &numConfigs);
    LOGI("選擇合適的配置參數(shù)");
    EGLint eglContextAttributes[] = {EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION, 2, EGL_NONE};
    //構(gòu)建OpenGL上下文
    eglContext = eglCreateContext(eglDisplay, eglConfig, NULL, eglContextAttributes);
    LOGI("構(gòu)建OpenGL上下文");

    //2.創(chuàng)建window
    EGLint visualID;
    eglGetConfigAttrib(eglDisplay, eglConfig, EGL_NATIVE_VISUAL_ID, &visualID);
    LOGI("查詢配置對象中的屬性值，原生可視系統(tǒng)的可視ID：EGL_NATIVE_VISUAL_ID=%d", visualID);
    ANativeWindow_setBuffersGeometry(nativeWindow, 0, 0, visualID);
    eglSurface = eglCreateWindowSurface(eglDisplay, eglConfig, nativeWindow, 0);
    LOGI("創(chuàng)建窗口");

2.4 OpenGL ES初始化

   //4.創(chuàng)建紋理對象并繪制

    //創(chuàng)建紋理對象
    glGenTextures(1, &glTexture);
    //OpenGL與紋理綁定
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, glTexture);
    //配置紋理過濾器，決定像素如何被填充
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
    //配置映射規(guī)則
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);

    //5.刷新紋理
    //從pngDecoder獲取RGBA數(shù)據(jù)
    const RawImageData rawImageData = pngPicDecoder->getRawImageData();
    LOGI("raw_image_data Meta: width is %d height is %d size is %d colorFormat is %d",
         rawImageData.width, rawImageData.height, rawImageData.size,
         rawImageData.gl_color_format);
    //RGBA數(shù)據(jù)傳給紋理對象
    glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, glTexture);
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, rawImageData.width, rawImageData.height,
                 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, (byte *) rawImageData.data);
    pngPicDecoder->releaseRawImageData(&rawImageData);//釋放臨時對象資源

    //6.渲染到顯示設(shè)備
    //6.1初始化shader
    //6.1.1 vertext shader的編譯
    GLint status;
    glVertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);//創(chuàng)建頂點著色器
    glShaderSource(glVertexShader, 1, &VERTEX_SHADER_SOURCE, NULL);//頂點著色器程序加載到內(nèi)存
    glCompileShader(glVertexShader);//編譯頂點著色器程序
    glGetShaderiv(glVertexShader, GL_COMPILE_STATUS, &status);//檢查編譯是否成功
    if (status == GL_FALSE) {
        glDeleteShader(glVertexShader);
        LOGI("Failed to compile shader : %s\n", VERTEX_SHADER_SOURCE);
        return false;
    }
    //6.1.2 fragment shader的編譯
    glFragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);//創(chuàng)建片著色器
    glShaderSource(glFragmentShader, 1, &FRAGMENT_SHADER_SOURCE, NULL);//片元著色器加載到內(nèi)存
    glCompileShader(glFragmentShader);//編譯片元著色器
    glGetShaderiv(glFragmentShader, GL_COMPILE_STATUS, &status);
    if (status == GL_FALSE) {
        glDeleteShader(glFragmentShader);
        LOGI("Failed to compile shader : %s\n", FRAGMENT_SHADER_SOURCE);
        return false;
    }
    //6.2 創(chuàng)建顯卡可執(zhí)行程序
    glProgram = glCreateProgram();//創(chuàng)建程序?qū)ο?    glAttachShader(glProgram, glVertexShader);//頂點著色器附加到程序
    glAttachShader(glProgram, glFragmentShader);//片元著色器附加到程序
    glBindAttribLocation(glProgram, ATTRIBUTE_VERTEX, "position");
    glBindAttribLocation(glProgram, ATTRIBUTE_TEXCOORD, "texcoord");
    glLinkProgram(glProgram);//鏈接程序
    glGetProgramiv(glProgram, GL_LINK_STATUS, &status);//檢查鏈接是否成功
    if (status == GL_FALSE) {
        LOGI("Failed to link program %d", glProgram);
        return false;
    }
    glUseProgram(glProgram);

    glUniformSampler = glGetUniformLocation(glProgram, "yuvTexSampler");

2.5 繪制圖像

void PngRender::drawPng() {
    LOGI("drawPng");
    //規(guī)定窗口大小
    glViewport(backLeft, backTop, backWidth, backHeight);
    glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glEnable(GL_BLEND);
    glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

    //使用顯卡繪制程序
    glUseProgram(glProgram);

    static const GLfloat vertices[] = {-1.0f, 1.0f, -1.0f, -1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, -1.0f};
    //設(shè)置頂點坐標(biāo)
    glVertexAttribPointer(ATTRIBUTE_VERTEX, 2, GL_FLOAT, 0, 0, vertices);
    glEnableVertexAttribArray(ATTRIBUTE_VERTEX);
    //設(shè)置紋理坐標(biāo)
    static const GLfloat texCoords[] = {0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f};
    glVertexAttribPointer(ATTRIBUTE_TEXCOORD, 2, GL_FLOAT, 0, 0, texCoords);
    glEnableVertexAttribArray(ATTRIBUTE_TEXCOORD);

    //綁定gltexture
    glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, glTexture);
    glUniform1i(glUniformSampler, 0);

    glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);

    eglSwapBuffers(eglDisplay, eglSurface);
}

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