使用 OpenGL ES 設定圖形

如要在遊戲中繪製物件和精靈,您必須設定螢幕、途徑和背景變數,在遊戲迴圈中設定轉譯,以及繪製各個情境和物件。

您可以透過兩種方式,也就是透過 OpenGL ESVulkan,將 C 或 C++ 遊戲的圖像繪製成螢幕畫面。

事前準備

如果您尚未在 Android 專案中設定 GameActivity 物件,請先完成這項作業。

設定 OpenGL ES 變數

  1. 您必須有螢幕途徑背景設定才能進行遊戲轉譯。請在遊戲引擎的標頭檔案中加入下列 OpenGL ES 變數:

    class NativeEngine {
     //...
     private:
      EGLDisplay mEglDisplay;
      EGLSurface mEglSurface;
      EGLContext mEglContext;
      EGLConfig mEglConfig;
    
      bool mHasFocus, mIsVisible, mHasWindow;
      bool mHasGLObjects;
      bool mIsFirstFrame;
    
      int mSurfWidth, mSurfHeight;
    }
    
  2. 在遊戲引擎的建構函式中,初始化變數的預設值。

    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;
    }
    
  3. 初始化要轉譯的螢幕。

    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;
    }
    
  4. 途徑可以是 EGL 分配的螢幕外緩衝區 (pbuffer),或 Android OS 分配的視窗。初始化以下途徑:

    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;
    }
    
  5. 初始化轉譯背景。以下範例會建立 OpenGL ES 2.0 背景:

    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;
    }
    
  6. 請在繪圖前進行 OpenGL ES 設定。這個範例會在每個影格的開頭執行。這樣可啟用深度測試,將清晰顏色設定為黑色,並清除顏色和深度緩衝區。

    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);
    }
    

透過遊戲迴圈轉譯

  1. 遊戲迴圈會轉譯影格並無限期重複,直到使用者結束為止。在影格之間,遊戲可能會:

    • 處理事件,例如輸入、音訊輸出和網路事件。

    • 更新遊戲邏輯和使用者介面。

    • 在螢幕上轉譯影格。

    如要在螢幕上轉譯影格,系統會在遊戲迴圈中無限期呼叫 DoFrame 方法:

    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();
        }
      }
    }
    
  2. DoFrame 方法中,查詢目前的途徑維度、要求 SceneManager 來轉譯影格,並交換螢幕緩衝區。

    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());
      }
    }
    

轉譯情境和物件

  1. 遊戲迴圈會處理要轉譯的可見情境和物件的階層。 在 Endless Tunnel 範例中,SceneManager 會追蹤多個情境,一次只能使用一個情境。在以下範例中,已轉譯目前的情境:

    void SceneManager::DoFrame() {
      if (mSceneToInstall) {
        InstallScene(mSceneToInstall);
        mSceneToInstall = NULL;
      }
    
      if (mHasGraphics && mCurScene) {
        mCurScene->DoFrame();
      }
    }
    
  2. 視遊戲而定,情境可能包含背景、文字、精靈和遊戲物件。請根據您的遊戲,以適當的順序轉譯這些內容。以下範例轉譯了背景、文字和小工具:

    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);
    }
    

資源

如要進一步瞭解 OpenGL ES 和 Vulkan,請參閱以下說明:

  • OpenGL ES - Android 中的圖像和圖形。

  • OpenGL ES - Android 原始碼中的總覽。

  • Vulkan - 開始使用 NDK。

  • Vulkan - Android 原始碼中的總覽。

  • 瞭解 Android 遊戲迴圈:瞭解如何調整影格使用速度、將緩衝區排入佇列、處理 VSYNC 回呼及管理執行緒。