如何在Android上使用OpenGL ES 2.0绘制点

Posted 2023-04-11

参考技术A 如何在Android使用OpenGL
ES
2.0绘制点，看上去并不是一个复杂的问题，但是上网一搜，满眼都是绘制点的代码。
如果你看到类似如下代码，基本上你已经掉坑里了。
···
c
glBeging();
...
glDrawPoint(...);
...
glEnd();
```
如上是使用OpenGL
ES
1.0绘制点的代码。因为架构不同，在OPENGL
ES
2.0的世界里，这一套已经彻底不管用了。
在OpenGL
ES
2.0里绘制点，要使用Shader，使用Shader，用Shader。。。。。。
具体怎么绘制呢，首先你要搞清楚，如何用Shader绘制一个普通带颜色的三角形。我这里假设你已经会了。
三角形显示出来的那一刻，你一定会有这样的代码：
GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES,
0,
vertexCount);
那么，只显示三角形的三个顶点该怎么办，说来简单，这行代码改成
GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_POINTS,
0,
vertexCount);
即可。
但是，理想和现实的差距总是很大，改完后三角形消失了但是顶点没有出现。正常OpenGL
2.0环境下应该怎么做呢？
1)首先调用
GL20.glEnable(GL_VERTEX_PROGRAM_POINT_SIZE);
这样在Shader中可以访问glPointSize;
2)然后类似准备每个顶点色彩那样准备顶点的大小的数值，三角形是三个顶点，就准备3个float。把顶点数据像色彩数据那样，绑定到VOB，再绑定到Shader的参数中。基本上就是照准备色彩那样准备顶点大小数据，不同之处在于每个色彩4个float，每个顶点尺寸1个float。
3)最后，把你的顶点Shader文件改好，增加顶点大小的输入参数和gl_PointSize赋值。
4)另外，如果你打算显示圆形顶点，而不是方形的，还要用GL20.glEnable()函数设置其他参数，具体可查OpenGL官网。
比如：
uniform
mat4
matrix;
attribute
vec4
aVertex;
attribute
vec4
aColor;
attribute
float
aPointSize;
varying
vec4
vColor;
void
main()
vColor
=
aColor;
gl_Position
=
matrix
*
aVertex;
gl_PointSize
=
aPointSize;

这样，基本上就搞定了。
现在，坑爹的问题来了，在Android上你找不到GLES20.GL_VERTEX_PROGRAM_POINT_SIZE的常量，谷歌似乎认为在手机的3D环境下绘制点没多大必要性，所以并没有加上这个参数，好在缺省情况下，模拟器中Shader中的gl_PointSize是打开的(Android
4.4.x)。所以你可以跳过第一步，直接传递点大小的参数，并把Shader改好就成。
那么，为什么你不写gl_PointSize
=
aPointSize，点就显示不出来呢。我估计缺省情况下，gl_PointSize
=
0.0f，所以显示不出来。
如果你显示点的大小总是固定不变的，你甚至可以把传递顶点大小数值的步骤也省略掉，直接在Shader中写上gl_PointSize
=
10.0f;即可。
阅读本文，当你打算在Android上用OPENGL
ES
2.0显示点时，即可跳过谷歌的那些坑了。我想，手机GPU硬件厂商的开发包应该对OpenGL
ES
2.0支持的更好些，比如高通的AdrenoSDK，建议大家下载尝试。

如何在 Android 中将 OpenCV 旋转和平移矢量与 OpenGL ES 一起使用？

【中文标题】如何在 Android 中将 OpenCV 旋转和平移矢量与 OpenGL ES 一起使用？

【英文标题】：How to use an OpenCV rotation and translation vector with OpenGL ES in Android?

【发布时间】：2011-04-12 08:10:58

【问题描述】：

我正在开发 Android 上的基本增强现实应用程序。到目前为止，我所做的是用 opencv 检测一个正方形，然后使用 cvFindExtrinsicCameraParams2() 我计算了一个旋转和平移向量。为此，我使用了 4 个对象点，它们只是 (0,0,0) 周围正方形的角和图像中正方形的 4 个角。

这为我提供了一个非常好的旋转和平移矩阵。我还用 cvRodrigues2() 计算了旋转矩阵，因为使用它比旋转向量更容易。只要我使用这些在图像中绘制一些点，一切正常。然而，我的下一步是将这些向量和矩阵传递回 java，然后将它们与 OpenGL 一起使用，在 OpenGLView 中绘制一个正方形。正方形应该正好在 OpenGLView 后面显示的图像中的正方形周围。

我的问题是我找不到在 OpenGL 中使用旋转矩阵和平移向量的正确方法。我开始使用与 openCV 函数完全相同的对象点。然后我以我能想到的几乎所有可能的方式应用旋转矩阵和平移向量。遗憾的是，这些方法都没有产生接近我希望的结果。谁能告诉我如何正确使用它们？

到目前为止，我得到的“最接近”的结果是将整个矩阵随机乘以 -1。但大多数情况下，正方形仍然像镜子一样倒转或旋转 180 度。所以我猜这只是一个幸运的命中，但不是正确的方法。

【问题讨论】：

也许你需要transpose 一些东西。

【参考方案1】：

好的，经过更多的测试，我终于设法让它工作了。虽然我不明白......它确实“工作”。对于将来需要这样做的任何人，这是我的解决方案。

float rv[3]; // the rotation vector
float rotMat[9]; // rotation matrix
float tv[3]; // translation vector.


rv[1]=-1.0f * rv[1]; rv[2]=-1.0f * rv[2];
//Convert the rotation vector into a matrix here.

//Complete matrix ready to use for OpenGL
float RTMat[] = rotMat[0], rotMat[3], rotMat[6], 0.0f,
                 rotMat[1], rotMat[4], rotMat[7], 0.0f,
                 rotMat[2], rotMat[5], rotMat[8], 0.0f,
                 tv[0], -tv[1], -tv[2], 1.0f;

正如 genpfault 在他的评论中所说，自 OpenGL 以来，所有内容都需要转置，因为 OpenGL 需要以列为主的顺序。 （感谢您的评论，我之前已经看过该页面。）此外，y 和 z 旋转角度以及 y 和 z 平移需要乘以 -1。这是我觉得有点奇怪的地方。为什么只有那些而不是 x 值？

这正如我所猜测的那样有效。但是角落并不完全匹配。我猜这是由一些错误的 openGLView 配置引起的。因此，即使我对我的解决方案仍然不是 100% 满意，但我想这就是我问题的答案。

【讨论】：

这是ModelView矩阵还是投影矩阵？

您需要翻转 y 和 z，因为 open GL 沿 -z 轴向下查看并将其原点定义在左下角，openCV 的原点在左上角，z 很可能是正数。跨度>

【参考方案2】：

潘多罗的方法真的很管用！如果有人想知道“如何将旋转向量转换为旋转矩阵”，我就是这样做的。顺便说一句，我在 OpenGL 2 中使用了这些，而不是 ES。

// use the rotation vector generated from OpenCV's cvFindExtrinsicCameraParams2() 
float rv[] = rotation->data.fl[0], rotation->data.fl[1], rotation->data.fl[2] ; 

// use the translation vector generated from OpenCV's cvFindExtrinsicCameraParams2() 
float tv[] = translation->data.fl[0], translation->data.fl[1], translation->data.fl[2] ; 

float rm[9];
// rotation matrix
CvMat* rotMat = cvCreateMat (3, 3, CV_32FC1); 

// rotation vectors can be converted to a 3-by-3 rotation matrix
// by calling cvRodrigues2() - Source: O'Reilly Learning OpenCV
cvRodrigues2(rotation, rotMat, NULL);

for(int i=0; i<9; i++)
    rm[i] = rotMat->data.fl[i];


rv[1]=-1.0f * rv[1]; rv[2]=-1.0f * rv[2];
//Convert the rotation vector into a matrix here.

//Complete matrix ready to use for OpenGL
float RTMat[] = rm[0], rm[3], rm[6], 0.0f,
             rm[1], rm[4], rm[7], 0.0f,
             rm[2], rm[5], rm[8], 0.0f,
             tv[0], -tv[1], -tv[2], 1.0f;

祝你好运！