繪製3D模型一般我們都會用到OpenGL裏面的一些api，看看如何使用這些api繪製3的模型。
使用OpenGl繪製3D模型我主要用兩種方式：
1：glDrawArrays(int mode, int first,int count)
參數1：有三種取值
1.GL_TRIANGLES：每三個頂之間繪製三角形，之間不連接
2.GL_TRIANGLE_FAN：以V0V1V2,V0V2V3,V0V3V4，……的形式繪製三角形
3.GL_TRIANGLE_STRIP：順序在每三個頂點之間均繪製三角形。這個方法可以保證從相同的方向上所有三角形均被繪製。以V0V1V2,V1V2V3,V2V3V4……的形式繪製三角形
參數2：從數組緩存中的哪一位開始繪製，一般都定義爲0
參數3：頂點的數量
2：glDrawElements(int mode,int count,int type,java.nio.Buffer indices)
mode——指明被渲染的是哪種圖元，被允許的符號常量有GL_POINTS,GL_LINE_STRIP,GL_LINE_LOOP,GL_LINES,GL_TRIANGLE_STRIP, GL_TRIANGLE_FAN和GL_TRIANGLES
count——指明被渲染的元素個數。
type——指明索引指的類型，不是GL_UNSIGNED_BYTE就是GL_UNSIGNED_SHORT。
indices——指明存儲索引的位置
第一種 glDrawArrays 繪製3D模型，主要分爲兩大部分。第一步，先將3D模型的3維數組座標寫好。第二步，將GLSurfaceView的渲染器配置好，將座標數組轉爲FloatBuffer，直接開始繪製就OK。使用這種方式繪製3D模型，一定要將做表數組寫好，座標數組的元素順序與後面你使用的繪製類型有關，我建議可以根據obj模型文件來確定數組。我的數組是直接從obj模型文件中提取的。
/**
* 解析3D Obj 文件
* 解析obj文件時，數據類型由開頭的首字母決定
* switch(首字母){
* case "v":
* 頂點座標數據
* break;
* case "vn":
* 法向量座標數據
* break;
* case "vt":
* 紋理座標數據
* break;
* case "usemtl":
* 材質
* break;
* case "f":
* 索引
* break;
* }
*/
public class ObjLoaderUtil {
// 存放解析出來的頂點的座標
private ArrayList<ObjVertexs> mVertexArrayList;
//存放解析出來面的索引
private ArrayList<Integer> mIndexArrayList;
//存放解析出來的法線座標
private ArrayList<ObjVertexs> mNormalArrayList;
//存放解析出來的法線索引
private ArrayList<Integer> mIndexNormalArrayList;
//存放3D模型的頂點座標數據
public float[] mSurfaceFloat;
//存放頂點座標的floatbuffer
public FloatBuffer mVertexFloatBuffer;
//頂點座標索引buffer
public FloatBuffer mIndexVertexBuffer;
//存放法線座標的floatbuffer
public FloatBuffer mNormalFloatBuffer;
public ObjLoaderUtil() {
mVertexArrayList = new ArrayList();
mIndexArrayList = new ArrayList<>();
mNormalArrayList = new ArrayList<>();
mIndexNormalArrayList = new ArrayList<>();
}
/**
* 將obj文件中的頂點座標與面索引解析出來，存放集合中
*
* @param mContext
* @throws IOException
*/
public void load(Context mContext) throws IOException {
//獲取assets文件夾下的obj文件的數據輸入流
InputStream mInputStream = mContext.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("assets/Lion_OBJ.obj");
InputStreamReader mInputStreamReader = new InputStreamReader(mInputStream);
BufferedReader mBufferedReader = new BufferedReader(mInputStreamReader);
String temps = null;
//利用buffer讀取流將obj文件的內容讀取出來存放在temps
while ((temps = mBufferedReader.readLine()) != null) {
String[] temp = temps.split(" ");
// Log.d("tag", "文件信息" + temps);
if (temp[0].trim().equals("v")) {
mVertexArrayList.add(new ObjVertexs(Float.valueOf(temp[1]), Float.valueOf(temp[2]), Float.valueOf(temp[3])));
}
if (temp[0].trim().equals("vn")) {
mNormalArrayList.add(new ObjVertexs(Float.valueOf(temp[1]), Float.valueOf(temp[2]), Float.valueOf(temp[3])));
}
// 如果讀取到的首元素時"f"，則表示讀取到的數據是面索引數據
if (temp[0].trim().equals("f")) {
if (temp[1].indexOf("/") == -1) {
for (int i = 1; i < temp.length; i++) {
mIndexArrayList.add(Integer.valueOf(temp[i]));
}
} else {
for (int i = 1; i < temp.length; i++) {
mIndexArrayList.add(Integer.valueOf(temp[i].split("/")[0]));
}
}
}
}
mSurfaceFloat = getSurfaceFloat(mVertexArrayList, mIndexArrayList);
mVertexFloatBuffer = makeFloatBuffer(mSurfaceFloat);
mNormalFloatBuffer = makeFloatBuffer(getSurfaceFloat(mNormalArrayList, mIndexNormalArrayList));
}
/**
* 將解析出來的頂點與索引組合起來，形成一個新的float數組，用於繪製3D模型,並將其返回
*
* @param mObjVertexs 存放座標點的集合
* @param mIntegers 存放索引的集合
* @return
*/
public float[] getSurfaceFloat(ArrayList<ObjVertexs> mObjVertexs, ArrayList<Integer> mIntegers) {
float[][] mFloats = new float[mIntegers.size()][3];
float[] surfaceFloat = new float[mIntegers.size() * 3];
for (int i = 0; i < mIntegers.size(); i++) {
mFloats[i][0] = mObjVertexs.get(mIntegers.get(i) - 1).x;
mFloats[i][1] = mObjVertexs.get(mIntegers.get(i) - 1).y;
mFloats[i][2] = mObjVertexs.get(mIntegers.get(i) - 1).z;
}
int i = 0;
for (float[] floats : mFloats) {
for (float v : floats) {
surfaceFloat[i++] = v;
}
}
return surfaceFloat;
}
/**
* 將存放3D模型的float數組，轉換爲floatbuffer
*
* @param mFloats
* @return
*/
public FloatBuffer makeFloatBuffer(float[] mFloats) {
//爲float數組分配緩存空間，一個float大小爲4個字節
ByteBuffer mByteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(mFloats.length * 4);
//規定緩存區的字節順序爲本機字節順序
mByteBuffer.order(ByteOrder.nativeOrder());
//將bytebuffer轉換爲floatbuffer
FloatBuffer loatBuffer = mByteBuffer.asFloatBuffer();
//將float數組填充到floatbuffe中,完成轉換
loatBuffer.put(mFloats);
//規定緩存區的起始索引
loatBuffer.position(0);
return loatBuffer;
}
}
/**
* 繼承GLSurfaceView，實現Renderer接口，開始繪製
*/
public class GlModeView extends GLSurfaceView implements GLSurfaceView.Renderer, GestureDetector.OnGestureListener {
//obj文件解析類
private ObjLoaderUtil mObjLoaderUtil;
//手勢工具類
private GestureDetectorCompat mCompat;
//模型沿x，y軸旋轉的角度
private float xrot, yrot;
public GlModeView(Context context, AttributeSet attrs) throws IOException {
super(context, attrs);
setRenderer(this);
mObjLoaderUtil = new ObjLoaderUtil();
mObjLoaderUtil.load(context);
mCompat = new GestureDetectorCompat(context, this);
}
@Override
public void onSurfaceCreated(GL10 gl10, EGLConfig eglConfig) {
//設置清屏色
gl10.glClearColor(0.1f, 1f, 1f, 0);
//用當前光線參數計算頂點顏色。否則僅僅簡單將當前顏色與每個頂點關聯。
gl10.glEnable(GL10.GL_LIGHTING);
//啓用服務器端GL功能，允許（apply）引入的顏色與顏色緩衝區中的值進行邏輯運算
gl10.glEnable(GL10.GL_BLEND);
//這一行啓用smooth shading(陰影平滑)。陰影平滑通過多邊形精細的混合色彩，並對外部光進行平滑。
gl10.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);
//當前活動紋理單元爲二維紋理
gl10.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D);
//做深度比較和更新深度緩存。值得注意的是即使深度緩衝區存在並且深度mask不是0，如果深度測試禁用的話，深度緩衝區也無法更新。
gl10.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);
// 法向量被計算爲單位向量
gl10.glEnable(GL10.GL_NORMALIZE);
//啓用面部剔除功能
gl10.glEnable(GL10.GL_CULL_FACE);
//指定哪些面不繪製
gl10.glCullFace(GL10.GL_BACK);
//開啓定義多邊形的正面和背面
gl10.glEnable(GL10.GL_CULL_FACE);
//改變每個頂點的散射和環境反射材質，可以使用顏色材質。
gl10.glEnable(GL10.GL_COLOR_MATERIAL);
// 開啓抗鋸齒
gl10.glEnable(GL10.GL_POINT_SMOOTH);
gl10.glHint(GL10.GL_POINT_SMOOTH_HINT, GL10.GL_NICEST);
gl10.glEnable(GL10.GL_LINE_SMOOTH);
gl10.glHint(GL10.GL_LINE_SMOOTH_HINT, GL10.GL_NICEST);
gl10.glEnable(GL10.GL_POLYGON_OFFSET_FILL);
gl10.glHint(GL10.GL_POLYGON_SMOOTH_HINT, GL10.GL_NICEST);
//定義多邊形的正面和背面,在一個完全由不透明的密閉surface組成的場景中，多邊形的背面永遠不會被看到。剔除這些不能顯示出來的面可以加速渲染器渲染圖像的時間。
gl10.glFrontFace(GL10.GL_CCW);
//指明深度緩衝區的清理值
gl10.glClearDepthf(1.0f);
gl10.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);
}
@Override
public void onSurfaceChanged(GL10 gl10, int i, int i1) {
//選擇投影矩陣
gl10.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
gl10.glViewport(0, 0, i, i1);
gl10.glLoadIdentity();
float x = (float) i / i1;
gl10.glFrustumf(-x, x, -1, 1, 5, 200);
GLU.gluLookAt(gl10, 0, 0, 50, 0, 0, 0, 0, 1, 0);
//選擇模型觀察矩陣
gl10.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
gl10.glLoadIdentity();
}
@Override
public void onDrawFrame(GL10 gl10) {
//清除屏幕和深度緩存。
gl10.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
gl10.glLoadIdentity();
//設置頂點座標buffer
gl10.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0,
mObjLoaderUtil.mVertexFloatBuffer);
//啓用頂點數組
gl10.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
//沿X軸旋轉
gl10.glRotatef(xrot, 1, 0, 0);
//沿Y軸旋轉
gl10.glRotatef(yrot, 0, 1, 0);
gl10.glColor4f(1f, 0f, 0f, 0);
//模型如果四邊形化，i就是加4，模型如果三角化，i就是加3
for (int i = 0; i <= (mObjLoaderUtil.mSurfaceFloat.length / 3 - 4); i += 4) {
gl10.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_FAN, i, 4);
}
}
@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
switch (event.getAction()) {
case MotionEvent.ACTION_DOWN:
getParent().requestDisallowInterceptTouchEvent(true);
break;
case MotionEvent.ACTION_UP:
getParent().requestDisallowInterceptTouchEvent(false);
break;
}
return mCompat.onTouchEvent(event);
}
@Override
public boolean onDown(MotionEvent motionEvent) {
return true;
}
@Override
public void onShowPress(MotionEvent motionEvent) {
}
@Override
public boolean onSingleTapUp(MotionEvent motionEvent) {
return false;
}
@Override
public boolean onScroll(MotionEvent motionEvent, MotionEvent motionEvent1, float v, float v1) {
xrot -= v;
yrot -= v1;
return true;
}
@Override
public void onLongPress(MotionEvent motionEvent) {
}
@Override
public boolean onFling(MotionEvent motionEvent, MotionEvent motionEvent1, float v, float v1) {
return false;
}
}
第二種 glDrawElements繪製3D模型，使用這種方式繪製3D模型，需要將頂點座標數據準備好，及頂點索引數組準備好。就ok。
這兩個數組也是直接從obj文件中解析。相對上面的方式而言，就簡單一點。
/**
* 解析obj文件
*/
public class ObjUtils {
//存放頂點座標
private ArrayList<Point> mVertexArrayList;
public float[] mVertexFloats;
public FloatBuffer mVertexFloatBuffer;
//存放頂點索引
private ArrayList<Short> mIndexArrayList;
public short[] mIndexShorts;
public ShortBuffer mIndexShortBuffer;
//存放讀取的obj文件的信息
private String temps;
public ObjUtils() {
mVertexArrayList = new ArrayList<>();
mIndexArrayList = new ArrayList<>();
}
/**
* 加載obj文件數據
*/
public void loadObj(Context context, String path) throws IOException {
//讀取city.obj文件
InputStream inputStream = context.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(path);
InputStreamReader mInputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream);
BufferedReader mReader = new BufferedReader(mInputStreamReader);
//如果讀取的文本內容不爲空，則一直讀取，否則停止
while ((temps = mReader.readLine()) != null) {
String[] temp = temps.split(" ");
//以空格爲分割符，將讀取的一行temps分裂爲數組
//如果讀取到的首元素時"v"，則表示讀取到的數據是頂點座標數據
if (temp[0].trim().equals("v")) {
mVertexArrayList.add(new Point(Float.valueOf(temp[1]), Float.valueOf(temp[2]), Float.valueOf(temp[3])));
}
// 如果讀取到的首元素時"f"，則表示讀取到的數據是面索引數據
if (temp[0].trim().equals("f")) {
if (temp[1].indexOf("/") == -1) {
for (int i = 1; i < temp.length; i++) {
int t = Integer.valueOf(temp[i]);
mIndexArrayList.add((short) t);
}
} else {
for (int i = 1; i < temp.length; i++) {
int t = Integer.valueOf(temp[i].split("/")[0]) - 1;
mIndexArrayList.add((short) t);
}
}
}
}
mReader.close();
mVertexFloats = getVertex(mVertexArrayList);
mIndexShorts = getIndex(mIndexArrayList);
mVertexFloatBuffer = makeFloatBuffer(mVertexFloats);
mIndexShortBuffer = getBufferFromArray(mIndexShorts);
}
/**
* 獲取頂點數組
*/
private float[] getVertex(ArrayList<Point> pointArrayList) {
float[][] mFloats = new float[pointArrayList.size()][3];
float[] surfaceFloat = new float[pointArrayList.size() * 3];
for (int i = 0; i < pointArrayList.size(); i++) {
mFloats[i][0] = pointArrayList.get(i).x;
mFloats[i][1] = pointArrayList.get(i).y;
mFloats[i][2] = pointArrayList.get(i).z;
}
int i = 0;
for (float[] floats : mFloats) {
for (float v : floats) {
surfaceFloat[i++] = v;
}
}
return surfaceFloat;
}
/**
* 獲取索引數組
*/
private short[] getIndex(ArrayList<Short> integerArrayList) {
short[] mFloats = new short[integerArrayList.size()];
for (int i = 0; i < integerArrayList.size(); i++) {
mFloats[i] = integerArrayList.get(i);
}
return mFloats;
}
/**
* 將float數組轉換爲buffer
*/
private FloatBuffer makeFloatBuffer(float[] floats) {
ByteBuffer mByteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(floats.length * 4);
mByteBuffer.order(ByteOrder.nativeOrder());
FloatBuffer floatBuffer = mByteBuffer.asFloatBuffer();
floatBuffer.put(floats);
floatBuffer.position(0);
return floatBuffer;
}
private static ShortBuffer getBufferFromArray(short[] array) {
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(array.length * 2);
buffer.order(ByteOrder.nativeOrder());
ShortBuffer shortBuffer = buffer.asShortBuffer();
shortBuffer.put(array);
shortBuffer.position(0);
return shortBuffer;
}
}
public class ModeView extends GLSurfaceView implements GLSurfaceView.Renderer, GestureDetector.OnGestureListener {
private ObjUtils mObjUtils;
private GestureDetectorCompat mCompat;
private float xrot, yrot;
private FloatBuffer colorBuffer;
public ModeView(Context context, AttributeSet attrs) throws IOException {
super(context, attrs);
mObjUtils = new ObjUtils();
setRenderer(this);
mObjUtils.loadObj(context, "assets/mode.obj");
mCompat = new GestureDetectorCompat(context, this);
}
@Override
public void onSurfaceCreated(GL10 gl10, EGLConfig eglConfig) {
//設置清屏色
gl10.glClearColor(1f, 1f, 1f, 0);
//用當前光線參數計算頂點顏色。否則僅僅簡單將當前顏色與每個頂點關聯。
gl10.glEnable(GL10.GL_LIGHTING);
//啓用服務器端GL功能，允許（apply）引入的顏色與顏色緩衝區中的值進行邏輯運算
gl10.glEnable(GL10.GL_BLEND);
//這一行啓用smooth shading(陰影平滑)。陰影平滑通過多邊形精細的混合色彩，並對外部光進行平滑。
gl10.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);
//當前活動紋理單元爲二維紋理
gl10.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D);
//做深度比較和更新深度緩存。值得注意的是即使深度緩衝區存在並且深度mask不是0，如果深度測試禁用的話，深度緩衝區也無法更新。
gl10.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);
// 法向量被計算爲單位向量
gl10.glEnable(GL10.GL_NORMALIZE);
//啓用面部剔除功能
gl10.glEnable(GL10.GL_CULL_FACE);
//指定哪些面不繪製
gl10.glCullFace(GL10.GL_BACK);
//開啓定義多邊形的正面和背面
gl10.glEnable(GL10.GL_CULL_FACE);
//改變每個頂點的散射和環境反射材質，可以使用顏色材質。
gl10.glEnable(GL10.GL_COLOR_MATERIAL);
// 開啓抗鋸齒
gl10.glEnable(GL10.GL_POINT_SMOOTH);
gl10.glHint(GL10.GL_POINT_SMOOTH_HINT, GL10.GL_NICEST);
gl10.glEnable(GL10.GL_LINE_SMOOTH);
gl10.glHint(GL10.GL_LINE_SMOOTH_HINT, GL10.GL_NICEST);
gl10.glEnable(GL10.GL_POLYGON_OFFSET_FILL);
gl10.glHint(GL10.GL_POLYGON_SMOOTH_HINT, GL10.GL_NICEST);
//定義多邊形的正面和背面,在一個完全由不透明的密閉surface組成的場景中，多邊形的背面永遠不會被看到。剔除這些不能顯示出來的面可以加速渲染器渲染圖像的時間。
gl10.glFrontFace(GL10.GL_CCW);
//指明深度緩衝區的清理值
gl10.glClearDepthf(1.0f);
gl10.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);
}
@Override
public void onSurfaceChanged(GL10 gl10, int i, int i1) {
//選擇投影矩陣
gl10.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
gl10.glViewport(0, 0, i, i1);
gl10.glLoadIdentity();
float x = (float) i / i1;
gl10.glFrustumf(-x, x, -1, 1, 4, 200);
GLU.gluLookAt(gl10, 0, 0, 60, 0, 0, 0, 0, 1, 0);
//選擇模型觀察矩陣
gl10.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
gl10.glLoadIdentity();
}
@Override
public void onDrawFrame(GL10 gl10) {
//啓用頂點數組
gl10.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
gl10.glEnableClientState(GL10.GL_COLOR_ARRAY);
//清除屏幕和深度緩存。
gl10.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
gl10.glLoadIdentity();
//設置頂點座標buffer
gl10.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0,
mObjUtils.mVertexFloatBuffer);
gl10.glTranslatex(0, -20, 0);
gl10.glRotatef(xrot, 1, 0, 0);
gl10.glRotatef(yrot, 0, 1, 0);
gl10.glPushMatrix();
gl10.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLES, mObjUtils.mIndexShorts.length,
GL10.GL_UNSIGNED_SHORT, mObjUtils.mIndexShortBuffer);
gl10.glDisableClientState(GL10.GL_COLOR_ARRAY);
//關閉點座標管道
gl10.glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
}
@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
switch (event.getAction()) {
case MotionEvent.ACTION_DOWN:
getParent().requestDisallowInterceptTouchEvent(true);
break;
case MotionEvent.ACTION_UP:
getParent().requestDisallowInterceptTouchEvent(false);
break;
}
return mCompat.onTouchEvent(event);
}
@Override
public boolean onDown(MotionEvent motionEvent) {
return true;
}
@Override
public void onShowPress(MotionEvent motionEvent) {
}
@Override
public boolean onSingleTapUp(MotionEvent motionEvent) {
return false;
}
@Override
public boolean onScroll(MotionEvent motionEvent, MotionEvent motionEvent1, float v, float v1) {
xrot -= v;
yrot -= v1;
return true;
}
@Override
public void onLongPress(MotionEvent motionEvent) {
}
@Override
public boolean onFling(MotionEvent motionEvent, MotionEvent motionEvent1, float v, float v1) {
return false;
}
}
這兩種方式繪製3D模型的主要區別就是在 onDrawFrame這個方法中。
一：
for (int i = 0; i <= (mObjLoaderUtil.mSurfaceFloat.length / 3 - 4); i += 4) { gl10.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_FAN, i, 4); }
二：
gl10.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLES, mObjUtils.mIndexShorts.length, GL10.GL_UNSIGNED_SHORT, mObjUtils.mIndexShortBuffer);
在使用OpenGl繪製3D模型前，一定要把這兩種方法研究下。
歡迎各方大佬，指點評論！！！！！！