Android 开发使用OpenGL ES绘制三棱锥并进行纹理贴图

Kathy ·

更新时间:2024-09-21

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效果图：
在这里插入图片描述
直接上代码
MainActivity.java的代码

package com.zzu.shiyan3;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import android.opengl.GLSurfaceView;
import android.os.Bundle;
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
       //定义GLSurfaceView，绘制的三棱锥在里边显示
        GLSurfaceView gview = new GLSurfaceView(this);
        //自定义的的Render类实现了GLSurfaceView.Renderer接口
        MyRender render = new MyRender(this);
        gview.setRenderer(render);
        setContentView(gview);
    }
}

自定义类MyRender.java的代码：

package com.zzu.shiyan3;
import java.util.ArrayList;
import java.nio.FloatBuffer;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.opengl.GLSurfaceView;
import android.opengl.GLUtils;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.IntBuffer;
import java.util.List;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;
public class MyRender implements GLSurfaceView.Renderer {
    float rotate = 0;//旋转角度
    //定义三棱锥4个面，每个顶点重复设置3次，表示同一个顶点的每个下标只能在表示一个面，这样定义是为了贴图时使用，这12行对应的是12个顶点的下标，在taperFacts中要使用。
    float[] taperDate = new float[]{
            0.0f, 0.5f, 0.0f, //0
            -0.5f, -0.5f, -0.2f, //1
            0.5f, -0.5f, -0.2f, //2
            0.0f, 0.5f, 0.0f,//3
            -0.5f, -0.5f, -0.2f,//4
            0.0f, -0.2f, 0.5f,//5
            0.0f, 0.5f, 0.0f,//6
            0.5f, -0.5f, -0.2f,//7
            0.0f, -0.2f, 0.5f,//8
            -0.5f, -0.5f, -0.2f, //9
            0.5f, -0.5f, -0.2f, //10
            0.0f, -0.2f, 0.5f //11
    };
    /**这里的4个taperFacts定义的是绘制三棱锥的4个面存放的下标，
    调用绘制三棱锥的方法 gl.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLES, 3 * (i + 1)，GL10.GL_UNSIGNED_BYTE, taperFacetsBuffer[i]);
    时使用。这里分成了4个是为了每个面贴不同的图使用。
    */
    private byte[] taperFacts1 = new byte[]{
            0, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
    };
    private byte[] taperFacts2 = new byte[]{
            0, 0, 0, 3, 4, 5, 0, 0, 0, 0, 0, 0
    };
    private byte[] taperFacts3 = new byte[]{
            0, 0, 0, 0, 0, 0, 6, 7, 8, 0, 0, 0
    };
    private byte[] taperFacts4 = new byte[]{
            0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 9, 10, 11
    };
    //定义纹理贴图坐标数组，这里分为四组(四个面)，每组3对(面的三个坐标)，要贴的图的每个坐标与每个面的顶点是一一对应关系
    private float[] taperTextures = new float[]{
            0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,
            1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,
            0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,
            0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f
    };
    //将上边定义的数组均转换为FloatBuffer,ByteBuffer以便于OpenGL ES的方法调用。
    FloatBuffer taperDataBuffer;
    ByteBuffer[] taperFacetsBuffer = new ByteBuffer[4];
    FloatBuffer taperTexturesBuffer;
    MainActivity context;
    //定义List将taperFacts放入其中
    List list = new ArrayList();
    int[] texs;//存放纹理贴图对象的ID
    /**贴图用的图片，建议width和height都是2的n次方，如果贴图尺寸不符合上述规定的话,系统会自动调节它们的大小,这样就有可能是占用比图片本身尺寸还要大的图片。
    */
    int[] images = new int[]{
            R.drawable.img1, R.drawable.img2, R.drawable.img3, R.drawable.img4
    };
    public MyRender(MainActivity mainActivity) {
        this.context = mainActivity;
        list.add(taperFacts1);
        list.add(taperFacts2);
        list.add(taperFacts3);
        list.add(taperFacts4);
        for (int i = 0; i < 4; ++i) {
         //将byte型的数组taperFacts转换为ByteBuffer,下边的类似
            taperFacetsBuffer[i] = ByteBuffer.wrap(list.get(i));
        }
        taperDataBuffer = floatBufferUtil(taperDate);
        taperTexturesBuffer = floatBufferUtil(taperTextures);
    }
    @Override
    public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
        gl.glDisable(GL10.GL_DITHER);
        gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT
                , GL10.GL_FASTEST);
        gl.glClearColor(0, 0, 0, 0);
        //设置阴影平滑模式
        gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);
        //启用深度测试
        gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);
        //设置深度类型
        gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);
        //启用2D纹理贴图
        gl.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D);
        //加载纹理贴图对象ID的数组
        texs = loadTexture(gl, images);
    }
    //自定义的创建按纹理贴图对象和设置贴图属性的方法
    private int[] loadTexture(GL10 gl, int[] images) {
        int[] texs;//存放纹理对象ID的数组
        Bitmap bitmap = null;
        try {
            IntBuffer textureBuffer = IntBuffer.allocate(4);
            // 创建N个纹理对象（下边第一个参数指定生成4个纹理纹理对象）
            // textureBuffer数组将负责存储所有纹理对象的ID号
            gl.glGenTextures(4, textureBuffer);
            texs = textureBuffer.array();//将纹理对象的ID号放入texs
             //设置4个纹理对象的属性
            for (int i = 0; i < texs.length; i++) {
                // 加载位图
                bitmap = BitmapFactory.decodeResource(context.getResources(),
                        images[i]);
                // 通知OpenGL将texture纹理绑定到GL10.GL_TEXTURE_2D目标中
                gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, texs[i]);
                // 设置纹理被缩小（距离视点很远时被缩小）时的滤波方式
                gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D,
                        GL10.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL10.GL_NEAREST);
                // 设置纹理被放大（距离视点很近时被方法）时的滤波方式
                gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D,
                        GL10.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL10.GL_LINEAR);
                // 设置在横向、纵向上都是平铺纹理
                gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_WRAP_S,
                        GL10.GL_REPEAT);
                gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_WRAP_T,
                        GL10.GL_REPEAT);
                // 加载位图生成纹理
                GLUtils.texImage2D(GL10.GL_TEXTURE_2D, 0, bitmap, 0);
            }
        } finally {
            // 生成纹理之后，回收位图
            if (bitmap != null)
                bitmap.recycle();
        }
        return texs;
    }
    @Override
    public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
        //设置3D视窗的大小及位置
        gl.glViewport(0, 0, width, height);
        //将当前矩阵设置为投影矩阵
        gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
        //初始化单位矩阵
        gl.glLoadIdentity();
        //计算透视窗的宽度、高度比
        float ratio = (float) width / height;
        //设置透视窗的空间大小
        gl.glFrustumf(-ratio, ratio, -1, 1, 1, 10);
    }
    ///绘制图形的方法
    @Override
    public void onDrawFrame(GL10 gl) {
        //清除屏幕缓存和深度缓存
        gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
        //启动顶点坐标数据
        gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
        //启用贴图坐标数据
        gl.glEnableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
        //设置当前矩阵堆栈为模型堆栈
        gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
        //重置当前的模型视图矩阵
        gl.glLoadIdentity();
        //设置当前绘制的几何体的中心位置
        gl.glTranslatef(0f, 0f, -1.7f);
        //设置几何体旋转的角度
        gl.glRotatef(rotate, 0f, 0.2f, 0f);
         //设置几何体的顶点坐标矩阵
        gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, taperDataBuffer);
        // 设置贴图的顶点坐标矩阵
        gl.glTexCoordPointer(2, GL10.GL_FLOAT, 0, taperTexturesBuffer);
        for (int i = 0; i < texs.length; i++) {
            //贴图
            gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, texs[i]);
            //绘制taperFacetsBuffer指定的三角形
            gl.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLES, 3 * (i + 1),
                    GL10.GL_UNSIGNED_BYTE, taperFacetsBuffer[i]);
        }
        gl.glFinish();
        gl.glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
        gl.glDisableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
        //改变角度使绘制的图形旋转
        rotate += 1;
    }
    //将int[]转换为intBuffer
    public IntBuffer intBufferUtil(int[] arr) {
        IntBuffer mBuffer;
        //初始化ByteBuffer,长度为arr的数组的长度*4，一个int占4字节
        ByteBuffer qbb = ByteBuffer.allocateDirect(arr.length * 4);
        //数组的排列用nativeOrder
        qbb.order(ByteOrder.nativeOrder());
        mBuffer = qbb.asIntBuffer();
        mBuffer.put(arr);
        mBuffer.position(0);
        return mBuffer;
    }
    //float[]数组转化为FloatBuffer
    private FloatBuffer floatBufferUtil(float[] arr) {
        FloatBuffer mBuffer;
        //初始化ByteBuffer，长度为arr数组的长度*4，
        ByteBuffer qbb = ByteBuffer.allocateDirect(arr.length * 4);
        //数组排列用nativeOrder
        qbb.order(ByteOrder.nativeOrder());
        mBuffer = qbb.asFloatBuffer();
        mBuffer.put(arr);
        mBuffer.position(0);
        return mBuffer;
    }
}

作者：技动

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