Android OpenGL入门

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如今VR这么火，感觉有必要先把OpenGL学好，为以后转VR奠定一些基础。一年前，接触过Android的OpenGL，当时是实现了在Android上显示标准的3D文件（STL格式）。现在打算整理一下OpenGL相关知识，后续会有相关的系列文章。本文为后面文章铺垫，让大家对OpenGL代码编写有个总体上的认识。

1 检测设备是否支持OpenGL

Android中，有个专门用于显示OpenGL的3D图像View：GLSurfaceView。GLSurfaceView会处理OpenGL初始化过程中比较基本的操作，如配置显示设备，以及在后台线程中渲染。说的太正式了哈，其实不用太在乎它，就把它当当成是一个SurfaceView就好，因为其实它的用法跟SurfaceView很像（然而，它就是继承自SurfaceView~）。

接下来开始创建GLSurfaceView。在使用OpenGL时，我们首先得判断当前设备是否支持OpenGL（其实大部分手机都是支持的啦~），由于各种设备都可能支持Android系统，其实还是有必要判断一下。因为我们现在基本上用到的是OpenGL ES 2.0，我们要验证的是检查系统是否实际支持2.0版本。

final ActivityManager activityManager=(ActivityManager)getSystemService(ACTIVITY_SERVICE);
final ConfigurationInfo configurationInfo=activityManager.getDeviceConfigurationInfo();
boolean supportsEs2=configurationInfo.reqGlEsVersion>=0x2000;

由于这段代码不能很好的在模拟器上工作（GPU模拟部分有缺陷），得要稍微修改一下，使之能在模拟器上正常工作

boolean supportsEs2 = configurationInfo.reqGlEsVersion >= 0x2000;

boolean isEmulator = Build.VERSION.SDK_INT > Build.VERSION_CODES.ICE_CREAM_SANDWICH_MR1
                && (Build.FINGERPRINT.startsWith("generic")
                || Build.FINGERPRINT.startsWith("unknown")
                || Build.MODEL.contains("google_sdk")
                || Build.MODEL.contains("Emulator")
                || Build.MODEL.contains("Android SDK built for x86"));

supportsEs2 = supportsEs2 || isEmulator;

我们看看怎么使用GLSurfaceView吧~

private boolean supportsEs2;
private  GLSurfaceView glSurfaceView; 
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        checkSupported();

        if (supportsEs2) {
            glSurfaceView = new GLSurfaceView(this); 
            glSurfaceView.setRenderer(new GLRenderer()); 
            setContentView(glSurfaceView);
        } else {
            setContentView(R.layout.activity_main);
            Toast.makeText(this, "当前设备不支持OpenGL ES 2.0!", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    }


private void checkSupported() {
        ActivityManager activityManager = (ActivityManager) getSystemService(ACTIVITY_SERVICE);
        ConfigurationInfo configurationInfo = activityManager.getDeviceConfigurationInfo();
        supportsEs2 = configurationInfo.reqGlEsVersion >= 0x2000;

        boolean isEmulator = Build.VERSION.SDK_INT > Build.VERSION_CODES.ICE_CREAM_SANDWICH_MR1
                && (Build.FINGERPRINT.startsWith("generic")
                || Build.FINGERPRINT.startsWith("unknown")
                || Build.MODEL.contains("google_sdk")
                || Build.MODEL.contains("Emulator")
                || Build.MODEL.contains("Android SDK built for x86"));

        supportsEs2 = supportsEs2 || isEmulator;
}

什么？这么简单，难道这样就能显示3D模型？可是并没有看到3D模型图形在哪里啊！别着急，看看第9行代码，有个setRenderer()函数，里面需要传入一个Renderer对象，那么什么是Renderer呢？前面提到GLSurfaceView是用于显示3D模型的视图，如果说GLSurfaceView是画布，那么，光有一块白纸是没用的，得要在白纸上画图，通过什么画图呢？就是接下来要说的Renderer。Renderer是一个接口，它主要包含3个抽象函数：onSurfaceCreated、onDrawFrame、onSurfaceChanged;从名字就可以看出，分别是在SurfaceView创建时调用、在绘制图形时调用以及在视图大小发生改变时调用。看看我们的GLRenderer对象是怎么定义的：

/**
 * Package com.hc.opengl
 * Created by HuaChao on 2016/7/27.
 */
public class GLRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {

    @Override
    public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {

    }

    @Override
    public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {

    }

    @Override
    public void onDrawFrame(GL10 gl) {

    }
}

这里啥也没干，所以你的屏幕上面啥都没有~但是大致框架已经搭建好了。另外，还需要注意一点，就是防止我们在切换程序时，OpenGL还在绘制图形导致程序崩溃，因此我们还需要根据Activity的生命周期针对GLSurfaceView做一些处理：

 @Override
    protected void onPause() {
        super.onPause();
        if (glSurfaceView != null) {
            glSurfaceView.onPause();
        }
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        if (glSurfaceView != null) {
            glSurfaceView.onResume();
        }
    }

ok，到目前为止，这个框架算是搭建好了，接下来，让我们把战场转移到Renderer对象上去吧！

2 Renderer显示背景颜色

在绘制3D模型时，我们首先要对画板的背景颜色绘制好，颜色可以随便选。glClearColor函数是设置清屏的颜色，参数分别对应RGBA，我们设置为红色就是glClearColor(1f, 0f, 0f, 0f);,为啥红色是1呢？而不是我们平时所熟知的255，请注意：在使用OpenGL时，很多地方采用的参数变化范围都是从0到1，比如在贴纹理的时候选择图片区域也是[0,1]。也就是说，rgba的取值都是从0~1。然后是设置视角窗口大小glViewport，其实就是决定绘制的矩形区域的大小，当然并不是这么简单，后面我会详细讲，目前就可以把它理解为绘制的区域，在GLSurfaceView窗口大小发生变化时我们动态改变视角窗口。最后就是真正的绘制图形啦，我们先啥也不干，就针对画板“刷一次油漆”，把画板背景颜色设置为红色，glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT)的意思是，使用glClearColor函数所设置的颜色进行清屏。

    @Override
    public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
        gl.glClearColor(1f, 0f, 0f, 0f);
    }

    @Override
    public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
        gl.glViewport(0, 0, width, height);
    }

    @Override
    public void onDrawFrame(GL10 gl) {
        gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    }

运行一下吧，是不是看到满满的红色~。如果你的模拟器没有显示效果：请检查“Use Host GPU”选项已经勾选。如果已经勾选，那就在 glSurfaceView.setRenderer(new GLRenderer());代码之前添加代码：glSurfaceView.setEGLConfigChooser(8, 8, 8, 8, 16, 0);

目前我们把基本框架写好了，但是还没有绘制模型图像，其实，我们在显示模型时，主要的工作就是集中在Renderer，重写里面的3个重要函数，基本上就可以把一个模型显示出来。下一篇文章中，我们一起学习如何显示简单的图形。