Android開發OpenGL ES的流程，從着色器編寫到顯示在屏幕上

創建頂點着色器和片段着色器

頂點着色器代碼示例：

attribute vec4 a_Position;

void main()
{
    gl_Position = a_Position;
}

gl_Position爲當前頂點的最終位置

片段着色器代碼示例：

precision mediump float;

uniform ver4 u_Color;

void main()
{
    gl_FragColor = u_Color;
}

gl_FragColor爲當前片段最終輸出的顏色

編譯着色器

因爲有頂點着色器和片段着色器，所以需要編譯兩次

• 創建着色器對象，type值爲GL_VERTEX_SHADER和GL_FRAGMENT_SHADER，分別代表頂點着色器和片段着色器類型

final int shaderObjectId = glCreateShader(type);

• 加載着色器代碼，shaderCode是前面寫的頂點着色器和片段着色器代碼，分別將其轉換成String類型即可

glShaderSource(shaderObjectId, shaderCode);

• 編譯着色器

glCompileShader(shaderObjectId);

現在頂點着色器和片段着色器都編譯好了，我們之後只需要通過shaderObjectId來調用對應的着色器對象即可使用。

將着色器連接到OpenGL ES的program中

前面創建好了頂點着色器對象和片段着色器對象，使用時兩者需要一起工作，OpenGL ES就是通過program來將兩者鏈接到一起

鏈接program的過程和編譯着色器的過程很類似，如下：

• 創建program對象

final int programObjectId = glCreateProgram();

• 附上着色器，vertexShaderId和fragmentShaderId就是前面編譯生成的着色器對象的ID

glAttachShader(programObjectId, vertexShaderId);
glAttachShader(programObjectId, fragmentShaderId);

• 鏈接program

glLinkProgram(programObjectId);

• 告訴OpenGL ES使用此program程序

glUseProgram(programObjectId);

到這裏OpenGL ES繪製任何東西到屏幕上都是使用此program程序，這時你問了那我們是怎麼設置頂點座標和片段顏色的呢？

設置頂點座標和片段顏色

我們在頂點着色器和片段着色器中分別定義了一下兩個變量a_Position和u_Color，頂點着色器設置當前頂點的最終座標位置gl_Position = a_Position；片段着色器設置當前片段的最終顏色gl_FragColor = u_Color;當OpenGL ES把兩個着色器鏈接成一個程序時，會給所有的變量都分配一個位置，我們需要獲取這些位置來設置頂點座標和片段顏色。

• 首先獲取頂點着色器的a_Position位置

我們在Renderer類中定義兩個實例變量，一個是所需獲取的着色器中的變量名，一個是代表此變量在program中的位置

private static final String A_POSITION = "a_Position";
private int aPositionLocation;

然後在Renderer的onSurfaceCreated()方法中獲取位置

aPositionLocation = glGetAttribLocation(program, A_POSITION);

• 獲取片段着色器的u_Color位置

同樣在Renderer類中定義兩個實例變量

private static final String U_COLOR = "u_Color";
private int uColorLocation;

然後在Renderer的onSurfaceCreated()方法中獲取位置

uColorLocation = glGetUniformLocation(program, U_COLOR);

現在我們獲取到了所需屬性的位置，通過這個位置我們就可以設置OpenGL ES的頂點座標和片段顏色了

• 定義頂點數據緩衝區，我們先畫個三角形

這裏是每兩個數據代表一個頂點的(x,y)座標，屏幕座標系如下，屏幕中間爲原點，(-1, -1)是屏幕的左下角，(1, -1)是右下角，(0, 1)在中上位置

float[] triangleVertices = {
    -1.0f, -1.0f,
    1.0f, -1.0f,
    0.0f, 1.0f
};

因爲OpenGL ES作爲本地系統庫直接運行中硬件上的，所以我們的頂點數據也希望不能被垃圾回收，因此我們使用jni方式，但是爲了方便我們還可以使用另一種方式NIO，

private final FloatBuffer vertexData;
vertexData = ByteBuffer
    .allocateDirect(triangleVertices.length * 4)
    .order(ByteOrder.nativeOrder())
    .asFloatBuffer();
vertexData.put(triangleVertices);

現在頂點數組就會從虛擬機拷貝到本地內存中，不會受到垃圾回收，當然當進程結束時這塊內存會被釋放掉。

關聯頂點數據和頂點屬性

現在頂點數據和OpenGL ES中的頂點位置都有了，我們還需要將兩者關聯起來，也就是讓OpenGL ES找到頂點座標的最終位置。

我們在Renderer的onSurfaceCreated方法中加入以下代碼：

//讓vertexData內部的指針指向數據的開頭
vertexData.position(0);處，否則可能有bug
//aPositionLocation代表對應OpenGL ES中的屬性位置，2代表這個屬性每次讀取幾個數據，GL_FLOAT代表數據類型，false表示我們暫時忽略此參數，0表示跨度，這裏就連着讀取數據，vertexData就是告訴OpenGL ES去哪讀數據
glVertexAttribPointer(aPositionLocation, 2, GL_FLOAT, false, 0, vertexData);

注意這個2，它是表示每次從vertexData讀兩個數據表示一個頂點，但是前面a_Position的類型是vec4，也就說每個頂點需要四個分量，而我們只傳了2個數據，那麼剩下的兩個分量會使用默認值(0,1)，所以最後頂點的座標是(-1,-1,0,1),(1,-1,0,1),(0,1,0,1)，對於0我覺得比較好理解，就是Z軸爲0，但是最後的是1怎麼說呢，它是用來做透視除法的，以後再細說，現在知道默認爲1就行

現在OpenGL ES的program程序已經和頂點數據關聯起來了，現在還需要使能頂點數據，也就是讓OpenGL ES開始更新頂點數據

在glVertexAttribPointer後面加入下述代碼

glEnableVertexAttribArray(aPositionLocation);

設置片段着色器輸出的顏色，也就是三角形的顏色

後面四個參數代表RGBA，此例爲紅色

在onDrawFrame()中加入下述代碼

glUniform4f(uColorLocation, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);

最後繪製出來三角形

在onDrawFrame()尾部加入下述代碼

//GL_TRIANGLES代表繪製三角形，GL_POINTS代表繪製點，GL_LINES代表繪製直線，0表示從頂點數組的起始位置讀頂點，3表示讀3個頂點，因爲一個三角形有三個頂點
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

現在運行起來屏幕上就會顯示紅色三角形了