1 前言
【OpenGL ES】绘制三角形 中介绍了绘制三角形的方法，本文将介绍绘制正方形的方法。
OpenGL 以点、线段、三角形为图元，没有提供绘制正方形内部的接口。要绘制正方形内部，必须通过三角形拼接而成，如下图，是通过GL_TRIANGLE_FAN 模式绘制正方形。
img
绘制的坐标点如下，由于此坐标是以画布中心为坐标原点，水平向右为 x 轴正方向，竖直向上为 y 轴正方向，其值是相对画布宽度和高度的比值。一般而言，画布宽度和高度不相等，造成同样数值的 x 和 y，对应的 dp 值不相等。
float[] vertex = new float[] {
0.5f, 0.5f, 0.0f,
-0.5f, 0.5f, 0.0f,
-0.5f, -0.5f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.0f
};
因此，需要对坐标进行调整，如下：
public float[] adjustCoord(float[] coords, int width, int height) {
float ratio = width > height ? (1.0f * height / width) : (1.0f * width / height);
int start = width > height ? 0 : 1;
float[] tempCoord = Arrays.copyOf(coords, coords.length);
int num = tempCoord.length / 3;
for (int i = 0; i < num; i++) {
tempCoord[start + i * 3] *= ratio;
}
return tempCoord;
}
本文完整代码资源见→【OpenGL ES】绘制正方形
项目目录如下：
2 案例
MainActivity.java
package com.zhyan8.square;
import android.opengl.GLSurfaceView;
import android.os.Bundle;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private GLSurfaceView mGlSurfaceView;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
mGlSurfaceView = new MyGLSurfaceView(this);
setContentView(mGlSurfaceView);
mGlSurfaceView.setRenderer(new MyRender(this));
}
@Override
protected void onResume() {
super.onResume();
mGlSurfaceView.onResume();
}
@Override
protected void onPause() {
super.onPause();
mGlSurfaceView.onPause();
}
}
MyGLSurfaceView.java
package com.zhyan8.square;
import android.content.Context;
import android.opengl.GLSurfaceView;
import android.util.AttributeSet;
public class MyGLSurfaceView extends GLSurfaceView {
public MyGLSurfaceView(Context context) {
super(context);
setEGLContextClientVersion(3);
}
public MyGLSurfaceView(Context context, AttributeSet attrs) {
super(context, attrs);
setEGLContextClientVersion(3);
}
}
MyRender.java
package com.zhyan8.square;
import android.content.Context;
import android.opengl.GLES30;
import android.opengl.GLSurfaceView;
import java.nio.FloatBuffer;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;
public class MyRender implements GLSurfaceView.Renderer {
private FloatBuffer vertexBuffer;
private GLUtils mGLUtils;
public MyRender(Context context) {
mGLUtils = new GLUtils(context);
}
@Override
public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig eglConfig) {
//设置背景颜色
GLES30.glClearColor(0.1f, 0.2f, 0.3f, 0.4f);
//编译着色器
final int vertexShaderId = mGLUtils.compileShader(GLES30.GL_VERTEX_SHADER, R.raw.vertex_shader);
final int fragmentShaderId = mGLUtils.compileShader(GLES30.GL_FRAGMENT_SHADER, R.raw.fragment_shader);
//链接程序片段
int programId = mGLUtils.linkProgram(vertexShaderId, fragmentShaderId);
GLES30.glUseProgram(programId);
}
@Override
public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
//设置视图窗口
GLES30.glViewport(0, 0, width, height);
getFloatBuffer(width, height);
}
@Override
public void onDrawFrame(GL10 gl) {
//将颜色缓冲区设置为预设的颜色
GLES30.glClear(GLES30.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
GLES30.glLineWidth(5);
//启用顶点的数组句柄
GLES30.glEnableVertexAttribArray(0);
//准备坐标数据
GLES30.glVertexAttribPointer(0, 3, GLES30.GL_FLOAT, false, 0, vertexBuffer);
// GLES30.glDrawArrays(GLES30.GL_POINTS, 0, 4); //绘制正方形的四个顶点
// GLES30.glDrawArrays(GLES30.GL_LINE_LOOP, 0, 4); //绘制正方形的四条边
GLES30.glDrawArrays(GLES30.GL_TRIANGLE_FAN, 0, 4); //绘制正方形的内部
//禁止顶点数组句柄
GLES30.glDisableVertexAttribArray(0);
}
private void getFloatBuffer(int width, int height) {
float[] vertex = new float[] {
0.5f, 0.5f, 0.0f,
-0.5f, 0.5f, 0.0f,
-0.5f, -0.5f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.0f
};
float[] tempVertex = mGLUtils.adjustCoord(vertex, width, height);
vertexBuffer = mGLUtils.getFloatBuffer(tempVertex);
}
}
GLUtils.java
package com.zhyan8.square;
import android.content.Context;
import android.opengl.GLES30;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.FloatBuffer;
import java.util.Arrays;
public class GLUtils {
private Context mContext;
public GLUtils(Context context) {
mContext = context;
}
//调整坐标
public float[] adjustCoord(float[] coords, int width, int height) {
float ratio = width > height ? (1.0f * height / width) : (1.0f * width / height);
int start = width > height ? 0 : 1;
float[] tempCoord = Arrays.copyOf(coords, coords.length);
int num = tempCoord.length / 3;
for (int i = 0; i < num; i++) {
tempCoord[start + i * 3] *= ratio;
}
return tempCoord;
}
public FloatBuffer getFloatBuffer(float[] floatArr) {
FloatBuffer fb = ByteBuffer.allocateDirect(floatArr.length * Float.BYTES)
.order(ByteOrder.nativeOrder())
.asFloatBuffer();
fb.put(floatArr);
fb.position(0);
return fb;
}
//通过代码片段编译着色器
public int compileShader(int type, String shaderCode){
int shader = GLES30.glCreateShader(type);
GLES30.glShaderSource(shader, shaderCode);
GLES30.glCompileShader(shader);
return shader;
}
//通过外部资源编译着色器
public int compileShader(int type, int shaderId){
String shaderCode = readShaderFromResource(shaderId);
return compileShader(type, shaderCode);
}
//链接到着色器
public int linkProgram(int vertexShaderId, int fragmentShaderId) {
final int programId = GLES30.glCreateProgram();
//将顶点着色器加入到程序
GLES30.glAttachShader(programId, vertexShaderId);
//将片元着色器加入到程序
GLES30.glAttachShader(programId, fragmentShaderId);
//链接着色器程序
GLES30.glLinkProgram(programId);
return programId;
}
//从shader文件读出字符串
private String readShaderFromResource(int shaderId) {
InputStream is = mContext.getResources().openRawResource(shaderId);
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
String line;
StringBuilder sb = new StringBuilder();
try {
while ((line = br.readLine()) != null) {
sb.append(line);
sb.append("\n");
}
br.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return sb.toString();
}
}
vertex_shader.glsl
#version 300 es
layout (location = 0) in vec4 vPosition;
void main() {
gl_Position = vPosition;
gl_PointSize = 20.0; //顶点大小（GL_POINTS模式下才会生效）
}
顶点着色器的作用：进行矩阵变换位置、根据光照公式计算顶点颜⾊、⽣成 / 变换纹理坐标，并且把位置和纹理坐标发送到片元着色器。
顶点着色器中，如果没有指定默认精度，则 int 和 float 的默认精度都为 highp。
fragment_shader.glsl
#version 300 es
precision mediump float; //声明float型变量的精度为mediump
out vec4 fragColor;
void main() {
fragColor = vec4(0.2, 1.0, 1.0, 1.0); //顶点、边线、内部填充颜色
}
片元着色器的作用：处理经光栅化阶段生成的每个片元，计算每个像素的颜色和透明度。
在片元着色器中，浮点值没有默认的精度值，每个着色器必须声明一个默认的 float 精度。
运行结果：
1）GL_POINTS 模式
2）GL_LINE_LOOP 模式
3）GL_TRIANGLE_FAN 模式
声明：本文转自【OpenGL ES】绘制正方形