OpenGL ES总结OpenGL通过计算纹理坐标来显示一张图片

Posted 2020-09-05 码农突围

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通过OpenGL来显示一张汽车图片，图片可以看做一个矩形，所以我们先来画一个矩形

OpenGL的基本形状是三角形，一个矩形可以看成由4个三角形构成，如果我们一个一个画，那需要12个顶点，36个坐标，效率不高，所以我们采用另外一种方式——顶点索引与glDrawElements配合使用。

什么是顶点索引呢？顶点索引就是给出顶点的下标而不给出具体的顶点坐标，如下声明：

private final float[] mVertexData = {
        0f,0f,0f,
        1f,1f,0f,
        -1f,1f,0f,
        -1f,-1f,0f,
        1f,-1f,0f
};

private final short[] mIndexData = {
        0,1,2,
        0,2,3,
        0,3,4,
        0,4,1
};

我们的绘制区域是(-1,-1)到(1,1)的平面区域，mVertexData给出了5个顶点，mIndexData给出了4个三角形的【号位点，如打球时，有1号位，2号位】描述，如下图所示:

声明一个ShortBuffer ，用来存放顶点的索引数据

private ShortBuffer mIndexBuffer;

mIndexBuffer= ByteBuffer.allocateDirect(mIndexData.length * 2)
        .order(ByteOrder.nativeOrder())
        .asShortBuffer()
        .put(indexData);
mIndexBuffer.position(0);

这个就是开始站好位置。

然后，使用GLES30.glDrawElements把三角形画出来

GLE30.glDrawElements(GLES30.GL_TRIANGLES,mIndexData.length,GLES30.GL_UNSIGNED_SHORT,mIndexBuffer);

接着创建一个纹理

public class CustomTexture {

    private static final String TAG = CustomTexture.class.getSimpleName();

    public static int loadTexture(Context context, int resourceId) {

        final int[] textureObjectIds = new int[1];
        GLES30.glGenTextures(1, textureObjectIds, 0);
        if (textureObjectIds[0] == 0) {
            Log.d(TAG, ">> create texture fail");
            return 0;
        }

        BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
        options.inScaled = false;
        Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(context.getResources(), resourceId, options);

        if (bitmap == null) {
            Log.d(TAG, ">> load bitmap fail");
            GLES30.glDeleteTextures(1, textureObjectIds, 0);
            return 0;
        }

        GLES30.glBindTexture(GLES30.GL_TEXTURE_2D, textureObjectIds[0]);
        GLES30.glTexParameteri(GLES30.GL_TEXTURE_2D, GLES30.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GLES30.GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR);
        GLES30.glTexParameteri(GLES30.GL_TEXTURE_2D, GLES30.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GLES30.GL_LINEAR);
        GLUtils.texImage2D(GLES30.GL_TEXTURE_2D, 0, bitmap, 0);
        bitmap.recycle();

        //与target相关联的纹理图像生成一组完整的mipmap
        GLES30.glGenerateMipmap(GLES30.GL_TEXTURE_2D);
        GLES30.glBindTexture(GLES30.GL_TEXTURE_2D, 0);
        return textureObjectIds[0];
    }
}

一张图，看清纹理坐标及OpenGL坐标

配置顶点shader(着色器)
vertex_shader.glsl

attribute vec4 aPosition;
attribute vec2 aTexCoord;
varying vec2 vTexCoord;
uniform mat4 uMatrix;
void main() {
    vTexCoord=aTexCoord;
    gl_Position = uMatrix*aPosition;
}

aTexCoord是一个二维向量，表示纹理的坐标，
varying这个变量是用来在vertex_shader和fragment_shader之间传递值用的，所以名称要相同，我们把aTexCoord赋值给vTexCoord，然后来看car_shader的配置

car_shader.glsl

precision mediump float;
varying vec2 vTexCoord;
uniform sampler2D sTexture;
void main() {
    gl_FragColor = texture2D(sTexture,vTexCoord);
}

在car_shader中，我们声明了一个uniform常量，类型是sampler2D，这个类型是指一个二维的纹理数据数组 ，使用texture2D来处理被插值的纹理坐标vTexCoord和纹理数据sTexture，得到的颜色值就是要显示的颜色，交给gl_FragColor

然后通过glAttachShader,link到program.
　
一般进程获取一个链接的着色器对象包括6个步骤

• 1、创建顶点着色器和片段着色器
• 2、将源码附加在每个着色器对象中
• 3、编译着色器对象
• 4、创建程序对象
• 5、将编译的着色器对象附加到程序对象中
• 6、链接程序对象

如果链接成功，我们就可以随时绘制。下面详细介绍执行这些进程的API

　　创建并编译着色器

　　GLuint glCreareShader(GLenum type) type ：着色器类型【GL_VERTEX_SHADER,GL_FRAGMENT_SHADER】，返回对象为新着色器对象的句柄

　　void glDeleteShader(GLuint shader)： shader 删除该着色器对象（如果一个着色器对象在删除前已经链接到程序对象中，那么当执行glDeleteShader函数时不会立即被删除，而是该着色器对象将被标记为删除，器内存被释放一次，它不再链接到其他任何程序对象）。

GLES30.glAttachShader(program, vertexShader);
checkGlError("glAttachShader");
GLES30.glAttachShader(program, pixelShader);
checkGlError("glAttachShader");
GLES30.glLinkProgram(program);
int[] linkStatus = new int[1];
GLES30.glGetProgramiv(program, GLES30.GL_LINK_STATUS, linkStatus, 0);
if (linkStatus[0] != GLES30.GL_TRUE) {
       Log.e(TAG, "Could not link program: ");
       Log.e(TAG, GLES30.glGetProgramInfoLog(program));
       GLES30.glDeleteProgram(program);
       program = 0;
}

当我要显示一张1072*768的图示，由于它不是正方形，需要重新对其计算坐标

如图，红色就是对应的纹理坐标

于是我们有

    // 5个点,三角形显示区域
    private final float[] mVertexData = {
             0f,    0f,    0f,
             1.0f,  0.75f, 0f,
            -1.0f,  0.75f, 0f,
            -1.0f, -0.75f, 0f,
             1.0f, -0.75f, 0f
    };

    private final short[] mIndexData = {
            0, 1, 2, // 0号点，1号点，2号点组成一个三角形
            0, 2, 3, // 0号点，2号点，3号点组成一个三角形
            0, 3, 4, // 0号点，3号点，4号点组成一个三角形
            0, 4, 1 // 0号点， 4号点，1号点组成一个三角形
    };

    //纹理坐标
    private final float[] mTextureVertexData = {
            0.5f,0.375f,
            1f,0f,
            0f,0f,
            0f,0.75f,
            1f,0.75f
    };

最后在onDrawFrame中

    public void onDrawFrame(GL10 gl) {
        GLES30.glClear(GLES30.GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GLES30.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        GLES30.glUseProgram(mProgramId);
        GLES30.glUniformMatrix4fv(mMatrix, 1, false, projectionMatrix, 0);
        GLES30.glEnableVertexAttribArray(mPosition);
        GLES30.glVertexAttribPointer(mPosition, 3, GLES30.GL_FLOAT, false,
                12, mVertexBuffer);

        GLES30.glEnableVertexAttribArray(aTextureCoordHandle);
        GLES30.glVertexAttribPointer(aTextureCoordHandle, 2, GLES30.GL_FLOAT, false, 8, mTextureVertexBuffer);

        GLES30.glActiveTexture(GLES30.GL_TEXTURE0);
        GLES30.glBindTexture(GLES30.GL_TEXTURE_2D, textureId);

        GLES30.glUniform1i(uTextureSamplerHandle, 0);

        GLES30.glDrawElements(GLES30.GL_TRIANGLES, mIndexData.length, GLES30.GL_UNSIGNED_SHORT, mIndexBuffer);
    }

实现效果如图：

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