編輯：關於Android編程
球體繪制類
package test.com.opengles6_1;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.FloatBuffer;
import java.util.ArrayList;
import android.annotation.SuppressLint;
import android.annotation.TargetApi;
import android.opengl.GLES20;
import android.os.Build;
/**
*
*/
@SuppressLint("NewApi")
public class Ball {
int mProgram;// 自定義渲染管線著色器程序id
int muMVPMatrixHandle;// 總變換矩陣引用
int maPositionHandle; // 頂點位置屬性引用
int muRHandle;// 球的半徑屬性引用
String mVertexShader;// 頂點著色器
String mFragmentShader;// 片元著色器
FloatBuffer mVertexBuffer;// 頂點坐標數據緩沖
int vCount = 0;
float yAngle = 0;// 繞y軸旋轉的角度
float xAngle = 0;// 繞x軸旋轉的角度
float zAngle = 0;// 繞z軸旋轉的角度
float r = 0.8f;
public Ball(MySurfaceView mv) {
// 初始化頂點坐標與著色數據
initVertexData();
// 初始化shader
initShader(mv);
}
// 初始化頂點坐標數據的方法
public void initVertexData() {
// 頂點坐標數據的初始化================begin============================
/**
* 原理見 http://www.tuicool.com/articles/Qjm6bmy
http://blog.csdn.net/majing19921103/article/details/45017547 */ ArrayListalVertix = new ArrayList ();// 存放頂點坐標的ArrayList final int angleSpan = 2;// 將球進行單位切分的角度 for (int vAngle = -90; vAngle < 90; vAngle = vAngle + angleSpan)// 垂直方向angleSpan度一份 { for (int hAngle = 0; hAngle <= 360; hAngle = hAngle + angleSpan)// 水平方向angleSpan度一份 {// 縱向橫向各到一個角度後計算對應的此點在球面上的坐標 float x0 = (float) (r * Constant.UNIT_SIZE * Math.cos(Math.toRadians(vAngle)) * Math.cos(Math .toRadians(hAngle))); float y0 = (float) (r * Constant.UNIT_SIZE * Math.cos(Math.toRadians(vAngle)) * Math.sin(Math .toRadians(hAngle))); float z0 = (float) (r * Constant.UNIT_SIZE * Math.sin(Math .toRadians(vAngle))); float x1 = (float) (r * Constant.UNIT_SIZE * Math.cos(Math.toRadians(vAngle)) * Math.cos(Math .toRadians(hAngle + angleSpan))); float y1 = (float) (r * Constant.UNIT_SIZE * Math.cos(Math.toRadians(vAngle)) * Math.sin(Math .toRadians(hAngle + angleSpan))); float z1 = (float) (r * Constant.UNIT_SIZE * Math.sin(Math .toRadians(vAngle))); float x2 = (float) (r * Constant.UNIT_SIZE * Math.cos(Math.toRadians(vAngle + angleSpan)) * Math .cos(Math.toRadians(hAngle + angleSpan))); float y2 = (float) (r * Constant.UNIT_SIZE * Math.cos(Math.toRadians(vAngle + angleSpan)) * Math .sin(Math.toRadians(hAngle + angleSpan))); float z2 = (float) (r * Constant.UNIT_SIZE * Math.sin(Math .toRadians(vAngle + angleSpan))); float x3 = (float) (r * Constant.UNIT_SIZE * Math.cos(Math.toRadians(vAngle + angleSpan)) * Math .cos(Math.toRadians(hAngle))); float y3 = (float) (r * Constant.UNIT_SIZE * Math.cos(Math.toRadians(vAngle + angleSpan)) * Math .sin(Math.toRadians(hAngle))); float z3 = (float) (r * Constant.UNIT_SIZE * Math.sin(Math .toRadians(vAngle + angleSpan))); // 將計算出來的XYZ坐標加入存放頂點坐標的ArrayList
//兩個三角形構成一個四邊形 ，也就是兩條經線和兩條緯線相交構成的四邊形
alVertix.add(x1);
alVertix.add(y1);
alVertix.add(z1);
alVertix.add(x3);
alVertix.add(y3);
alVertix.add(z3);
alVertix.add(x0);
alVertix.add(y0);
alVertix.add(z0);
alVertix.add(x1);
alVertix.add(y1);
alVertix.add(z1);
alVertix.add(x2);
alVertix.add(y2);
alVertix.add(z2);
alVertix.add(x3);
alVertix.add(y3);
alVertix.add(z3);
}
}
vCount = alVertix.size() / 3;// 頂點的數量為坐標值數量的1/3，因為一個頂點有3個坐標
// 將alVertix中的坐標值轉存到一個float數組中
float vertices[] = new float[vCount * 3];
for (int i = 0; i < alVertix.size(); i++) {
vertices[i] = alVertix.get(i);
}
// 創建頂點坐標數據緩沖
// vertices.length*4是因為一個整數四個字節
ByteBuffer vbb = ByteBuffer.allocateDirect(vertices.length * 4);
vbb.order(ByteOrder.nativeOrder());// 設置字節順序
mVertexBuffer = vbb.asFloatBuffer();// 轉換為int型緩沖
mVertexBuffer.put(vertices);// 向緩沖區中放入頂點坐標數據
mVertexBuffer.position(0);// 設置緩沖區起始位置
// 特別提示：由於不同平台字節順序不同數據單元不是字節的一定要經過ByteBuffer
// 轉換，關鍵是要通過ByteOrder設置nativeOrder()，否則有可能會出問題
}
// 初始化shader
public void initShader(MySurfaceView mv) {
// 加載頂點著色器的腳本內容
mVertexShader = ShaderUtil.loadFromAssetsFile("vertex.sh",
mv.getResources());
// 加載片元著色器的腳本內容
mFragmentShader = ShaderUtil.loadFromAssetsFile("frag.sh",
mv.getResources());
// 基於頂點著色器與片元著色器創建程序
mProgram = ShaderUtil.createProgram(mVertexShader, mFragmentShader);
// 獲取程序中頂點位置屬性引用
maPositionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "aPosition");
// 獲取程序中總變換矩陣引用
muMVPMatrixHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uMVPMatrix");
// 獲取程序中球半徑引用
muRHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uR");
}
@TargetApi(Build.VERSION_CODES.FROYO)
@SuppressLint("NewApi")
public void drawSelf() {
MatrixState.rotate(xAngle, 1, 0, 0);//繞X軸轉動
MatrixState.rotate(yAngle, 0, 1, 0);//繞Y軸轉動
MatrixState.rotate(zAngle, 0, 0, 1);//繞Z軸轉動
// 制定使用某套shader程序
GLES20.glUseProgram(mProgram);
// 將最終變換矩陣傳入shader程序
GLES20.glUniformMatrix4fv(muMVPMatrixHandle, 1, false,
MatrixState.getFinalMatrix(), 0);
// 將半徑尺寸傳入shader程序
GLES20.glUniform1f(muRHandle, r * Constant.UNIT_SIZE);
// 為畫筆指定頂點位置數據
GLES20.glVertexAttribPointer(maPositionHandle, 3, GLES20.GL_FLOAT,
false, 3 * 4, mVertexBuffer);
// 允許頂點位置數據數組
GLES20.glEnableVertexAttribArray(maPositionHandle);
// 繪制球
GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vCount);
}
}
矩陣變換類
package test.com.opengles6_1;
import java.nio.ByteBuffer;
import android.opengl.Matrix;
//存儲系統矩陣狀態的類
public class MatrixState
{
private static float[] mProjMatrix = new float[16];//4x4矩陣 投影用
private static float[] mVMatrix = new float[16];//攝像機位置朝向9參數矩陣
private static float[] currMatrix;//當前變換矩陣
//保護變換矩陣的棧
static float[][] mStack=new float[10][16];
static int stackTop=-1;
public static void setInitStack()//獲取不變換初始矩陣
{
currMatrix=new float[16];
Matrix.setRotateM(currMatrix, 0, 0, 1, 0, 0);
}
public static void pushMatrix()//保護變換矩陣
{
stackTop++;
for(int i=0;i<16;i++)
{
mStack[stackTop][i]=currMatrix[i];
}
}
public static void popMatrix()//恢復變換矩陣
{
for(int i=0;i<16;i++)
{
currMatrix[i]=mStack[stackTop][i];
}
stackTop--;
}
public static void translate(float x,float y,float z)//設置沿xyz軸移動
{
Matrix.translateM(currMatrix, 0, x, y, z);
}
public static void rotate(float angle,float x,float y,float z)//設置繞xyz軸移動
{
Matrix.rotateM(currMatrix,0,angle,x,y,z);
}
//設置攝像機
static ByteBuffer llbb= ByteBuffer.allocateDirect(3*4);
static float[] cameraLocation=new float[3];//攝像機位置
public static void setCamera
(
float cx, //攝像機位置x
float cy, //攝像機位置y
float cz, //攝像機位置z
float tx, //攝像機目標點x
float ty, //攝像機目標點y
float tz, //攝像機目標點z
float upx, //攝像機UP向量X分量
float upy, //攝像機UP向量Y分量
float upz //攝像機UP向量Z分量
)
{
Matrix.setLookAtM
(
mVMatrix,
0,
cx,
cy,
cz,
tx,
ty,
tz,
upx,
upy,
upz
);
}
//設置透視投影參數
public static void setProjectFrustum
(
float left, //near面的left
float right, //near面的right
float bottom, //near面的bottom
float top, //near面的top
float near, //near面距離
float far //far面距離
)
{
Matrix.frustumM(mProjMatrix, 0, left, right, bottom, top, near, far);
}
//設置正交投影參數
public static void setProjectOrtho
(
float left, //near面的left
float right, //near面的right
float bottom, //near面的bottom
float top, //near面的top
float near, //near面距離
float far //far面距離
)
{
Matrix.orthoM(mProjMatrix, 0, left, right, bottom, top, near, far);
}
//獲取具體物體的總變換矩陣
static float[] mMVPMatrix=new float[16];
public static float[] getFinalMatrix()
{
Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix, 0, mVMatrix, 0, currMatrix, 0);
Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix, 0, mProjMatrix, 0, mMVPMatrix, 0);
return mMVPMatrix;
}
//獲取具體物體的變換矩陣
public static float[] getMMatrix()
{
return currMatrix;
}
}
//surfaceview
package test.com.opengles6_1;
import android.content.Context;
import android.opengl.GLES20;
import android.opengl.GLSurfaceView;
import android.view.MotionEvent;
import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
class MySurfaceView extends GLSurfaceView
{
private final float TOUCH_SCALE_FACTOR = 180.0f/320;//角度縮放比例
private SceneRenderer mRenderer;//場景渲染器
Ball ball;//球
private float mPreviousY;//上次的觸控位置Y坐標
private float mPreviousX;//上次的觸控位置X坐標
public MySurfaceView(Context context) {
super(context);
this.setEGLContextClientVersion(2); //設置使用OPENGL ES2.0
mRenderer = new SceneRenderer(); //創建場景渲染器
setRenderer(mRenderer); //設置渲染器
setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_CONTINUOUSLY);//設置渲染模式為主動渲染
}
//觸摸事件回調方法
@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent e) {
float y = e.getY();
float x = e.getX();
switch (e.getAction()) {
case MotionEvent.ACTION_MOVE:
float dy = y - mPreviousY;//計算觸控筆Y位移
float dx = x - mPreviousX;//計算觸控筆X位移
ball.yAngle += dx * TOUCH_SCALE_FACTOR;//設置填充橢圓繞y軸旋轉的角度
ball.xAngle+= dy * TOUCH_SCALE_FACTOR;//設置填充橢圓繞x軸旋轉的角度
}
mPreviousY = y;//記錄觸控筆位置
mPreviousX = x;//記錄觸控筆位置
return true;
}
private class SceneRenderer implements GLSurfaceView.Renderer
{
public void onDrawFrame(GL10 gl)
{
//清除深度緩沖與顏色緩沖
GLES20.glClear(GLES20.GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
//保護現場
MatrixState.pushMatrix();
//繪制球
MatrixState.pushMatrix();
ball.drawSelf();
MatrixState.popMatrix();
//恢復現場
MatrixState.popMatrix();
}
public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
//設置視窗大小及位置
GLES20.glViewport(0, 0, width, height);
//計算GLSurfaceView的寬高比
Constant.ratio = (float) width / height;
// 調用此方法計算產生透視投影矩陣
MatrixState.setProjectFrustum(-Constant.ratio, Constant.ratio, -1, 1, 20, 100);
// 調用此方法產生攝像機9參數位置矩陣
MatrixState.setCamera(0, 0, 30, 0f, 0f, 0f, 0f, 1.0f, 0.0f);
//初始化變換矩陣
MatrixState.setInitStack();
}
public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
//設置屏幕背景色RGBA
GLES20.glClearColor(0f,0f,0f, 1.0f);
//創建球對象
ball=new Ball(MySurfaceView.this);
//打開深度檢測
GLES20.glEnable(GLES20.GL_DEPTH_TEST);
//打開背面剪裁
GLES20.glEnable(GLES20.GL_CULL_FACE);
}
}
}
//著色語言加載類
package test.com.opengles6_1;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.InputStream;
import android.content.res.Resources;
import android.opengl.GLES20;
import android.util.Log;
//加載頂點Shader與片元Shader的工具類
public class ShaderUtil
{
//加載制定shader的方法
public static int loadShader
(
int shaderType, //shader的類型 GLES20.GL_VERTEX_SHADER GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER
String source //shader的腳本字符串
)
{
//創建一個新shader
int shader = GLES20.glCreateShader(shaderType);
//若創建成功則加載shader
if (shader != 0)
{
//加載shader的源代碼
GLES20.glShaderSource(shader, source);
//編譯shader
GLES20.glCompileShader(shader);
//存放編譯成功shader數量的數組
int[] compiled = new int[1];
//獲取Shader的編譯情況
GLES20.glGetShaderiv(shader, GLES20.GL_COMPILE_STATUS, compiled, 0);
if (compiled[0] == 0)
{//若編譯失敗則顯示錯誤日志並刪除此shader
Log.e("ES20_ERROR", "Could not compile shader " + shaderType + ":");
Log.e("ES20_ERROR", GLES20.glGetShaderInfoLog(shader));
GLES20.glDeleteShader(shader);
shader = 0;
}
}
return shader;
}
//創建shader程序的方法
public static int createProgram(String vertexSource, String fragmentSource)
{
//加載頂點著色器
int vertexShader = loadShader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER, vertexSource);
if (vertexShader == 0)
{
return 0;
}
//加載片元著色器
int pixelShader = loadShader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentSource);
if (pixelShader == 0)
{
return 0;
}
//創建程序
int program = GLES20.glCreateProgram();
//若程序創建成功則向程序中加入頂點著色器與片元著色器
if (program != 0)
{
//向程序中加入頂點著色器
GLES20.glAttachShader(program, vertexShader);
checkGlError("glAttachShader");
//向程序中加入片元著色器
GLES20.glAttachShader(program, pixelShader);
checkGlError("glAttachShader");
//鏈接程序
GLES20.glLinkProgram(program);
//存放鏈接成功program數量的數組
int[] linkStatus = new int[1];
//獲取program的鏈接情況
GLES20.glGetProgramiv(program, GLES20.GL_LINK_STATUS, linkStatus, 0);
//若鏈接失敗則報錯並刪除程序
if (linkStatus[0] != GLES20.GL_TRUE)
{
Log.e("ES20_ERROR", "Could not link program: ");
Log.e("ES20_ERROR", GLES20.glGetProgramInfoLog(program));
GLES20.glDeleteProgram(program);
program = 0;
}
}
return program;
}
//檢查每一步操作是否有錯誤的方法
public static void checkGlError(String op)
{
int error;
while ((error = GLES20.glGetError()) != GLES20.GL_NO_ERROR)
{
Log.e("ES20_ERROR", op + ": glError " + error);
throw new RuntimeException(op + ": glError " + error);
}
}
//從sh腳本中加載shader內容的方法
public static String loadFromAssetsFile(String fname,Resources r)
{
String result=null;
try
{
InputStream in=r.getAssets().open(fname);
int ch=0;
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
while((ch=in.read())!=-1)
{
baos.write(ch);
}
byte[] buff=baos.toByteArray();
baos.close();
in.close();
result=new String(buff,"UTF-8");
result=result.replaceAll("\\r\\n","\n");
}
catch(Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
return result;
}
}
效果圖
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