ゲーム内にオブジェクトやスプライトを描画するには、ディスプレイ変数、サーフェス変数、コンテキスト変数を設定し、ゲームループ内にレンダリングをセットアップして、各シーンと各オブジェクトを描画する必要があります。
C または C++ のゲームの画面に画像を描画するには、OpenGL ES と Vulkan の 2 つの方法があります。
OpenGL ES は、Android などのモバイル デバイス向けの Open Graphics Library(OpenGL®)仕様の一部です。ここでは、ゲームに OpenGL ES を設定する方法について説明します。
ゲームに Vulkan を使用する場合は、 Vulkan のスタートガイド ご覧ください
開始する前に
まだ行っていない場合は、Android プロジェクトで GameActivity オブジェクトをセットアップします。
OpenGL ES 変数をセットアップする
ゲームをレンダリングするには、ディスプレイ、サーフェス、コンテキスト、設定が必要です。次の OpenGL ES 変数をゲームエンジンのヘッダー ファイルに追加します。
class NativeEngine { //... private: EGLDisplay mEglDisplay; EGLSurface mEglSurface; EGLContext mEglContext; EGLConfig mEglConfig; bool mHasFocus, mIsVisible, mHasWindow; bool mHasGLObjects; bool mIsFirstFrame; int mSurfWidth, mSurfHeight; }
ゲームエンジンのコンストラクタで、変数をデフォルト値で初期化します。
NativeEngine::NativeEngine(struct android_app *app) { //... mEglDisplay = EGL_NO_DISPLAY; mEglSurface = EGL_NO_SURFACE; mEglContext = EGL_NO_CONTEXT; mEglConfig = 0; mHasFocus = mIsVisible = mHasWindow = false; mHasGLObjects = false; mIsFirstFrame = true; mSurfWidth = mSurfHeight = 0; }
レンダリングするディスプレイを初期化します。
bool NativeEngine::InitDisplay() { if (mEglDisplay != EGL_NO_DISPLAY) { return true; } mEglDisplay = eglGetDisplay(EGL_DEFAULT_DISPLAY); if (EGL_FALSE == eglInitialize(mEglDisplay, 0, 0)) { LOGE("NativeEngine: failed to init display, error %d", eglGetError()); return false; } return true; }
サーフェスは、EGL によって割り当てられたオフスクリーン バッファ(pbuffer)、または Android OS によって割り当てられたウィンドウのいずれかです。このサーフェスを初期化します。
bool NativeEngine::InitSurface() { ASSERT(mEglDisplay != EGL_NO_DISPLAY); if (mEglSurface != EGL_NO_SURFACE) { return true; } EGLint numConfigs; const EGLint attribs[] = { EGL_RENDERABLE_TYPE, EGL_OPENGL_ES2_BIT, // request OpenGL ES 2.0 EGL_SURFACE_TYPE, EGL_WINDOW_BIT, EGL_BLUE_SIZE, 8, EGL_GREEN_SIZE, 8, EGL_RED_SIZE, 8, EGL_DEPTH_SIZE, 16, EGL_NONE }; // Pick the first EGLConfig that matches. eglChooseConfig(mEglDisplay, attribs, &mEglConfig, 1, &numConfigs); mEglSurface = eglCreateWindowSurface(mEglDisplay, mEglConfig, mApp->window, NULL); if (mEglSurface == EGL_NO_SURFACE) { LOGE("Failed to create EGL surface, EGL error %d", eglGetError()); return false; } return true; }
レンダリング コンテキストを初期化します。この例では、OpenGL ES 2.0 のコンテキストを作成します。
bool NativeEngine::InitContext() { ASSERT(mEglDisplay != EGL_NO_DISPLAY); if (mEglContext != EGL_NO_CONTEXT) { return true; } // OpenGL ES 2.0 EGLint attribList[] = { EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION, 2, EGL_NONE }; mEglContext = eglCreateContext(mEglDisplay, mEglConfig, NULL, attribList); if (mEglContext == EGL_NO_CONTEXT) { LOGE("Failed to create EGL context, EGL error %d", eglGetError()); return false; } return true; }
描画する前に、OpenGL ES の設定を行います。この例は、すべてのフレームの始まりで実行されます。深度テストを有効にし、クリアカラーを黒に設定して、色と深度のバッファをクリアします。
void NativeEngine::ConfigureOpenGL() { glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f); glEnable(GL_DEPTH_TEST); glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_COLOR_BUFFER_BIT); }
ゲームループでレンダリングする
ゲームループは、ユーザーが終了するまでフレームをレンダリングし、無限に繰り返します。フレーム間では、次のことを行えます。
フレームをディスプレイにレンダリングするために、ゲームループ内で
DoFrame
メソッドが無限に呼び出されます。void NativeEngine::GameLoop() { // Loop indefinitely. while (1) { int events; struct android_poll_source* source; // If not animating, block until we get an event. while ((ALooper_pollAll(IsAnimating() ? 0 : -1, NULL, &events, (void **) &source)) >= 0) { // Process events. ... } // Render a frame. if (IsAnimating()) { DoFrame(); } } }
DoFrame
メソッドで、現在のサーフェス ディメンションを照会し、SceneManager
にフレームのレンダリングと表示バッファの入れ替えをリクエストします。void NativeEngine::DoFrame() { ... // Query the current surface dimension. int width, height; eglQuerySurface(mEglDisplay, mEglSurface, EGL_WIDTH, &width); eglQuerySurface(mEglDisplay, mEglSurface, EGL_HEIGHT, &height); // Handle dimension changes. SceneManager *mgr = SceneManager::GetInstance(); if (width != mSurfWidth || height != mSurfHeight) { mSurfWidth = width; mSurfHeight = height; mgr->SetScreenSize(mSurfWidth, mSurfHeight); glViewport(0, 0, mSurfWidth, mSurfHeight); } ... // Render scenes and objects. mgr->DoFrame(); // Swap buffers. if (EGL_FALSE == eglSwapBuffers(mEglDisplay, mEglSurface)) { HandleEglError(eglGetError()); } }
シーンとオブジェクトのレンダリング
ゲームループは、レンダリングされる表示可能なシーンとオブジェクトの階層を処理します。エンドレス トンネルの例では、
SceneManager
が複数のシーンを追跡しますが、同時にアクティブにできるシーンは 1 つだけです。この例では、現在のシーンがレンダリングされます。void SceneManager::DoFrame() { if (mSceneToInstall) { InstallScene(mSceneToInstall); mSceneToInstall = NULL; } if (mHasGraphics && mCurScene) { mCurScene->DoFrame(); } }
ゲームによって、背景、テキスト、スプライト、ゲーム オブジェクトがシーンに含まれることもあります。それをゲームに適した順序でレンダリングします。この例では、背景、テキスト、ウィジェットをレンダリングしています。
void UiScene::DoFrame() { // clear screen glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f); glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); glDisable(GL_DEPTH_TEST); RenderBackground(); // Render the "Please Wait" sign and do nothing else if (mWaitScreen) { SceneManager *mgr = SceneManager::GetInstance(); mTextRenderer->SetFontScale(WAIT_SIGN_SCALE); mTextRenderer->SetColor(1.0f, 1.0f, 1.0f); mTextRenderer->RenderText(S_PLEASE_WAIT, mgr->GetScreenAspect() * 0.5f, 0.5f); glEnable(GL_DEPTH_TEST); return; } // Render all the widgets. for (int i = 0; i < mWidgetCount; ++i) { mWidgets[i]->Render(mTrivialShader, mTextRenderer, mShapeRenderer, (mFocusWidget < 0) ? UiWidget::FOCUS_NOT_APPLICABLE : (mFocusWidget == i) ? UiWidget::FOCUS_YES : UiWidget::FOCUS_NO,tf); } glEnable(GL_DEPTH_TEST); }
リソース
OpenGL ES と Vulkan の詳細については、以下をご覧ください。
OpenGL ES - Android の画像とグラフィック。
OpenGL ES - Android ソースの概要。
Vulkan - NDK スタートガイド。
Vulkan - Android ソースの概要。
Android のゲームループを理解する - フレームのペース調整、バッファのキューイング、VSYNC コールバックの処理、スレッドの管理について学びます。