Rysuj kształty

Po zdefiniowaniu kształtów do rysowania za pomocą trybu OpenGL prawdopodobnie będzie trzeba je narysować. Rysowanie kształtów w środowisku OpenGL ES 2.0 wymaga nieco więcej kodu, niż może Ci się wydawać, ponieważ interfejs API mieć znaczną kontrolę nad procesem renderowania grafiki.

Z tej lekcji dowiesz się, jak rysować kształty zdefiniowane w poprzedniej lekcji za pomocą trybu OpenGL interfejsu API ES 2.0.

Inicjuj kształty

Zanim zaczniesz rysować, musisz zainicjować i załadować kształty, które chcesz rysować. O ile struktura (oryginalne współrzędne) kształtów, których używasz w programie, zmienia się w trakcie kursu. należy zainicjować w Metoda onSurfaceCreated() na mechanizm renderowania zwiększający wydajność pamięci i przetwarzania.

Kotlin

class MyGLRenderer : GLSurfaceView.Renderer {
    ...
    private lateinit var mTriangle: Triangle
    private lateinit var mSquare: Square

    override fun onSurfaceCreated(unused: GL10, config: EGLConfig) {
        ...
        // initialize a triangle
        mTriangle = Triangle()
        // initialize a square
        mSquare = Square()
    }
    ...
}

Java

public class MyGLRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {

    ...
    private Triangle mTriangle;
    private Square   mSquare;

    public void onSurfaceCreated(GL10 unused, EGLConfig config) {
        ...
        // initialize a triangle
        mTriangle = new Triangle();
        // initialize a square
        mSquare = new Square();
    }
    ...
}

Narysuj kształt

Narysowanie zdefiniowanego kształtu za pomocą OpenGL ES 2.0 wymaga dużej ilości kodu, ponieważ musi zawierać wiele szczegółów do procesu renderowania grafiki. W szczególności musisz zdefiniować :

  • Vertex Shader – kod graficzny OpenGL ES służący do renderowania wierzchołków kształtu.
  • Kodowanie fragmentów – kod OpenGL ES do renderowania płaszczyzny kształtu za pomocą kolorów lub tekstury.
  • Program – obiekt OpenGL ES zawierający moduły cieniowania, których chcesz używać do rysowania. co najmniej jeden kształt.

Aby narysować kształt, potrzebujesz co najmniej jednego cieniowania wierzchołków i drugiego do pokolorowania tego kształtu. Trzeba je skompilować i dodać do programu OpenGL ES, który jest następnie wykorzystywany do rysowania kształt. Oto przykład definiowania podstawowych cieniowania, za pomocą których można rysować kształty Zajęcia Triangle:

Kotlin

class Triangle {

    private val vertexShaderCode =
            "attribute vec4 vPosition;" +
            "void main() {" +
            "  gl_Position = vPosition;" +
            "}"

    private val fragmentShaderCode =
            "precision mediump float;" +
            "uniform vec4 vColor;" +
            "void main() {" +
            "  gl_FragColor = vColor;" +
            "}"

    ...
}

Java

public class Triangle {

    private final String vertexShaderCode =
        "attribute vec4 vPosition;" +
        "void main() {" +
        "  gl_Position = vPosition;" +
        "}";

    private final String fragmentShaderCode =
        "precision mediump float;" +
        "uniform vec4 vColor;" +
        "void main() {" +
        "  gl_FragColor = vColor;" +
        "}";

    ...
}

Mechanizmy cieniowania zawierają kod GLSL (ang. OpenGL Shading Language), który należy skompilować przed użyciem w środowisku OpenGL ES. Aby skompilować ten kod, utwórz metodę narzędzia w klasie renderowania:

Kotlin

fun loadShader(type: Int, shaderCode: String): Int {

    // create a vertex shader type (GLES20.GL_VERTEX_SHADER)
    // or a fragment shader type (GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER)
    return GLES20.glCreateShader(type).also { shader ->

        // add the source code to the shader and compile it
        GLES20.glShaderSource(shader, shaderCode)
        GLES20.glCompileShader(shader)
    }
}

Java

public static int loadShader(int type, String shaderCode){

    // create a vertex shader type (GLES20.GL_VERTEX_SHADER)
    // or a fragment shader type (GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER)
    int shader = GLES20.glCreateShader(type);

    // add the source code to the shader and compile it
    GLES20.glShaderSource(shader, shaderCode);
    GLES20.glCompileShader(shader);

    return shader;
}

Aby narysować kształt, musisz skompilować kod aplikacji do cieniowania i dodać go do programu OpenGL ES i utwórz połączenie z programem. Zrób to w konstruktorze narysowanego obiektu, aby raz.

Uwaga: kompilowanie programów do cieniowania OpenGL ES i łączenie programów jest drogie pod względem cykli pracy procesora i czasu przetwarzania, więc nie należy tego robić więcej niż raz. Jeśli tak, jeśli nie znasz treści cieniowania w czasie działania, skompiluj kod w taki sposób, aby tylko tylko raz i zapisywane w pamięci podręcznej do późniejszego użycia.

Kotlin

class Triangle {
    ...

    private var mProgram: Int

    init {
        ...

        val vertexShader: Int = loadShader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER, vertexShaderCode)
        val fragmentShader: Int = loadShader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderCode)

        // create empty OpenGL ES Program
        mProgram = GLES20.glCreateProgram().also {

            // add the vertex shader to program
            GLES20.glAttachShader(it, vertexShader)

            // add the fragment shader to program
            GLES20.glAttachShader(it, fragmentShader)

            // creates OpenGL ES program executables
            GLES20.glLinkProgram(it)
        }
    }
}

Java

public class Triangle() {
    ...

    private final int mProgram;

    public Triangle() {
        ...

        int vertexShader = MyGLRenderer.loadShader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER,
                                        vertexShaderCode);
        int fragmentShader = MyGLRenderer.loadShader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER,
                                        fragmentShaderCode);

        // create empty OpenGL ES Program
        mProgram = GLES20.glCreateProgram();

        // add the vertex shader to program
        GLES20.glAttachShader(mProgram, vertexShader);

        // add the fragment shader to program
        GLES20.glAttachShader(mProgram, fragmentShader);

        // creates OpenGL ES program executables
        GLES20.glLinkProgram(mProgram);
    }
}

W tym momencie możesz dodać rzeczywiste wywołania, które rysują kształt. Rysowanie kształtów za pomocą OpenGL ES wymaga określenia kilku parametrów, aby przekazać potokowi renderowania to, czego oczekujesz. i jak to narysować. Ponieważ opcje rysowania mogą się różnić w zależności od kształtu, warto mieć mają własne funkcje rysowania.

Utwórz metodę draw() do rysowania kształtu. Ten kod ustawia pozycję i kolorów do cieniowania wierzchołków i cieniowania fragmentów kształtu, a następnie uruchamia rysunek .

Kotlin

private var positionHandle: Int = 0
private var mColorHandle: Int = 0

private val vertexCount: Int = triangleCoords.size / COORDS_PER_VERTEX
private val vertexStride: Int = COORDS_PER_VERTEX * 4 // 4 bytes per vertex

fun draw() {
    // Add program to OpenGL ES environment
    GLES20.glUseProgram(mProgram)

    // get handle to vertex shader's vPosition member
    positionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "vPosition").also {

        // Enable a handle to the triangle vertices
        GLES20.glEnableVertexAttribArray(it)

        // Prepare the triangle coordinate data
        GLES20.glVertexAttribPointer(
                it,
                COORDS_PER_VERTEX,
                GLES20.GL_FLOAT,
                false,
                vertexStride,
                vertexBuffer
        )

        // get handle to fragment shader's vColor member
        mColorHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "vColor").also { colorHandle ->

            // Set color for drawing the triangle
            GLES20.glUniform4fv(colorHandle, 1, color, 0)
        }

        // Draw the triangle
        GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vertexCount)

        // Disable vertex array
        GLES20.glDisableVertexAttribArray(it)
    }
}

Java

private int positionHandle;
private int colorHandle;

private final int vertexCount = triangleCoords.length / COORDS_PER_VERTEX;
private final int vertexStride = COORDS_PER_VERTEX * 4; // 4 bytes per vertex

public void draw() {
    // Add program to OpenGL ES environment
    GLES20.glUseProgram(mProgram);

    // get handle to vertex shader's vPosition member
    positionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "vPosition");

    // Enable a handle to the triangle vertices
    GLES20.glEnableVertexAttribArray(positionHandle);

    // Prepare the triangle coordinate data
    GLES20.glVertexAttribPointer(positionHandle, COORDS_PER_VERTEX,
                                 GLES20.GL_FLOAT, false,
                                 vertexStride, vertexBuffer);

    // get handle to fragment shader's vColor member
    colorHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "vColor");

    // Set color for drawing the triangle
    GLES20.glUniform4fv(colorHandle, 1, color, 0);

    // Draw the triangle
    GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vertexCount);

    // Disable vertex array
    GLES20.glDisableVertexAttribArray(positionHandle);
}

Po umieszczeniu całego kodu narysowanie tego obiektu wymaga jedynie wywołania funkcji Metoda draw() z poziomu metody onDrawFrame() mechanizmu renderowania:

Kotlin

override fun onDrawFrame(unused: GL10) {
    ...

    mTriangle.draw()
}

Java

public void onDrawFrame(GL10 unused) {
    ...

    mTriangle.draw();
}

Po uruchomieniu aplikacja powinna wyglądać mniej więcej tak:

Rysunek 1. Trójkąt narysowany bez projekcji i widoku kamery.

Wystąpił kilka problemów z tym przykładowym kodem. Po pierwsze, nie przyciągnie ze znajomymi. Po drugie trójkąt jest trochę ściśnięty i zmienia kształt, gdy przekręcasz ekran. od orientacji urządzenia. Kształt jest przekrzywiony, ponieważ wierzchołki nie zostały skorygowane dla proporcji obszaru ekranu, w którym Wyświetlono: GLSurfaceView. Możesz rozwiązać ten problem, używając projektora i kamery które omówimy w następnej lekcji.

I wreszcie trójkąt jest nieruchomy, co może być nieco nudne. W Dodaj lekcję o ruchu, utwórz kształt układ graficzny OpenGL ES jest ciekawszy.