샘플: Teapot

Teapot 샘플은 samples/Teapot/ 디렉터리의 NDK 설치 루트 디렉터리 아래에 있습니다. 이 샘플에서는 OpenGL 라이브러리를 사용하여 대표적인 Utah teapot을 렌더링합니다. 특히 게임 및 유사한 애플리케이션을 네이티브 애플리케이션으로 구현하는 데 필요한 네이티브 도우미 함수 모음인 ndk_helper 도우미 클래스를 보여 줍니다. 이 클래스는 다음을 제공합니다.

• 특정 NDK별 동작을 처리하는 추상화 레이어 GLContext
• 유용하지만 NDK에 없는 도우미 함수(예: 탭 감지)
• 플랫폼 기능의 JNI 호출을 위한 래퍼(예: 텍스처 로딩)

AndroidManifest.xml

여기에서 활동 선언은 NativeActivity 자체가 아니라 서브클래스인 TeapotNativeActivity입니다.

<activity android:name="com.sample.teapot.TeapotNativeActivity"
        android:label="@string/app_name"
        android:configChanges="orientation|keyboardHidden">

궁극적으로 시스템 빌드를 구축하는 공유 객체 파일의 이름은 libTeapotNativeActivity.so입니다. 빌드 시스템은 lib 접두사와 .so 확장자를 추가합니다. 둘 중 어느 것도 매니페스트가 원래 android:value에 할당하는 값에 포함되지 않습니다.

<meta-data android:name="android.app.lib_name"
        android:value="TeapotNativeActivity" />

Application.mk

NativeActivity 프레임워크 클래스를 사용하는 앱은 이 클래스가 도입된 Android API 수준 9 이전 버전을 지정해서는 안 됩니다. NativeActivity 클래스에 관한 자세한 내용은 네이티브 활동 및 애플리케이션을 참조하세요.

APP_PLATFORM := android-9

다음 행은 빌드 시스템에 모든 지원 아키텍처용으로 빌드하라고 지시합니다.

APP_ABI := all

그다음에는 파일이 어느 C++ 런타임 지원 라이브러리를 사용할지 빌드 시스템에 알려줍니다.

APP_STL := stlport_static

자바 측 구현

fun setImmersiveSticky() {
    window.decorView.systemUiVisibility = (
            View.SYSTEM_UI_FLAG_FULLSCREEN
                    or View.SYSTEM_UI_FLAG_HIDE_NAVIGATION
                    or View.SYSTEM_UI_FLAG_IMMERSIVE_STICKY
                    or View.SYSTEM_UI_FLAG_LAYOUT_FULLSCREEN
                    or View.SYSTEM_UI_FLAG_LAYOUT_HIDE_NAVIGATION
                    or View.SYSTEM_UI_FLAG_LAYOUT_STABLE
            )
}

void setImmersiveSticky() {
    View decorView = getWindow().getDecorView();
    decorView.setSystemUiVisibility(View.SYSTEM_UI_FLAG_FULLSCREEN
            | View.SYSTEM_UI_FLAG_HIDE_NAVIGATION
            | View.SYSTEM_UI_FLAG_IMMERSIVE_STICKY
            | View.SYSTEM_UI_FLAG_LAYOUT_FULLSCREEN
            | View.SYSTEM_UI_FLAG_LAYOUT_HIDE_NAVIGATION
            | View.SYSTEM_UI_FLAG_LAYOUT_STABLE);
}

네이티브 측 구현

이 섹션에서는 C++에서 구현된 Teapot 앱 부분을 살펴봅니다.

TeapotRenderer.h

다음 함수를 호출하면 주전자의 실제 렌더링이 실행됩니다. 행렬 계산에 ndk_helper를 사용하고 사용자가 탭한 위치에 따라 카메라 위치를 변경합니다.

ndk_helper::Mat4 mat_projection_;
ndk_helper::Mat4 mat_view_;
ndk_helper::Mat4 mat_model_;


ndk_helper::TapCamera* camera_;

TeapotNativeActivity.cpp

다음 줄은 네이티브 소스 파일의 ndk_helper를 포함하며 도우미 클래스 이름을 정의합니다.

#include "NDKHelper.h"

//-------------------------------------------------------------------------
//Preprocessor
//-------------------------------------------------------------------------
#define HELPER_CLASS_NAME "com/sample/helper/NDKHelper" //Class name of helper
function

ndk_helper 클래스를 처음 사용하면 EGL 관련 수명 주기가 처리되고 EGL 컨텍스트 상태(생성됨/손실됨)가 Android 수명 주기 이벤트와 연결됩니다. ndk_helper 클래스를 사용하면 시스템에서 제거된 활동을 복원할 수 있도록 애플리케이션이 컨텍스트 정보를 보존합니다. 이 기능은 타겟 머신이 회전되는 경우(활동이 제거되었다가 새로운 방향으로 바로 복원됨) 또는 잠금 화면이 나타나는 경우에 유용합니다.

ndk_helper::GLContext* gl_context_; // handles EGL-related lifecycle.

다음으로 ndk_helper는 터치 컨트롤을 제공합니다.

ndk_helper::DoubletapDetector doubletap_detector_;
ndk_helper::PinchDetector pinch_detector_;
ndk_helper::DragDetector drag_detector_;
ndk_helper::PerfMonitor monitor_;

또한 카메라 컨트롤도 제공합니다(openGL 뷰 절두체).

ndk_helper::TapCamera tap_camera_;

그러면 앱이 NDK에 제공된 네이티브 API를 사용하여 기기 센서를 사용할 준비를 합니다.

ASensorManager* sensor_manager_;
const ASensor* accelerometer_sensor_;
ASensorEventQueue* sensor_event_queue_;

앱은 다양한 Android 수명 주기 이벤트 및 EGL 컨텍스트 상태 변화에 따라 다음 함수를 호출하여 Engine 클래스를 통해 ndk_helper에서 제공하는 다양한 기능을 사용합니다.

void LoadResources();
void UnloadResources();
void DrawFrame();
void TermDisplay();
void TrimMemory();
bool IsReady();

그 후 다음 함수가 자바 측을 콜백하여 UI 표시를 업데이트합니다.

void Engine::ShowUI()
{
    JNIEnv *jni;
    app_->activity->vm->AttachCurrentThread( &jni, NULL );


    //Default class retrieval
    jclass clazz = jni->GetObjectClass( app_->activity->clazz );
    jmethodID methodID = jni->GetMethodID( clazz, "showUI", "()V" );
    jni->CallVoidMethod( app_->activity->clazz, methodID );


    app_->activity->vm->DetachCurrentThread();
    return;
}

다음에는 이 함수가 다시 자바 측으로 호출되어 네이티브 측에서 렌더링된 화면에 텍스트 상자가 겹쳐지도록 띄우고 프레임 수를 보여줍니다.

void Engine::UpdateFPS( float fFPS )
{
    JNIEnv *jni;
    app_->activity->vm->AttachCurrentThread( &jni, NULL );


    //Default class retrieval
    jclass clazz = jni->GetObjectClass( app_->activity->clazz );
    jmethodID methodID = jni->GetMethodID( clazz, "updateFPS", "(F)V" );
    jni->CallVoidMethod( app_->activity->clazz, methodID, fFPS );


    app_->activity->vm->DetachCurrentThread();
    return;
}

애플리케이션은 시스템 시계를 가져와서 실시간 시계에 따른 시간 기반 애니메이션에 사용하도록 렌더기에 시스템 시계를 제공합니다. 이 정보는 예를 들어 시간에 따라 속도가 감소하는 가속도를 계산할 때 사용합니다.

renderer_.Update( monitor_.GetCurrentTime() );

이제 GLcontext::Swap() 함수를 통해 애플리케이션이 렌더링된 프레임을 전면 버퍼로 뒤집어 표시합니다. 또한 뒤집기 프로세스 중에 발생할 수 있는 오류를 처리합니다.

if( EGL_SUCCESS != gl_context_->Swap() )  // swaps
buffer.

프로그램이 ndk_helper 클래스에 정의된 동작 감지기에 터치 모션 이벤트를 전달합니다. 동작 감지기는 손가락 모아 드래그와 같은 멀티터치 동작을 추적하고 이러한 이벤트에서 트리거했을 때 알림을 보냅니다.

if( AInputEvent_getType( event ) == AINPUT_EVENT_TYPE_MOTION )
{
    ndk_helper::GESTURE_STATE doubleTapState =
        eng->doubletap_detector_.Detect( event );
    ndk_helper::GESTURE_STATE dragState = eng->drag_detector_.Detect( event );
    ndk_helper::GESTURE_STATE pinchState = eng->pinch_detector_.Detect( event );

    //Double tap detector has a priority over other detectors
    if( doubleTapState == ndk_helper::GESTURE_STATE_ACTION )
    {
        //Detect double tap
        eng->tap_camera_.Reset( true );
    }
    else
    {
        //Handle drag state
        if( dragState & ndk_helper::GESTURE_STATE_START )
        {
             //Otherwise, start dragging
             ndk_helper::Vec2 v;
             eng->drag_detector_.GetPointer( v );
             eng->TransformPosition( v );
             eng->tap_camera_.BeginDrag( v );
        }
        // ...else other possible drag states...

        //Handle pinch state
        if( pinchState & ndk_helper::GESTURE_STATE_START )
        {
            //Start new pinch
            ndk_helper::Vec2 v1;
            ndk_helper::Vec2 v2;
            eng->pinch_detector_.GetPointers( v1, v2 );
            eng->TransformPosition( v1 );
            eng->TransformPosition( v2 );
            eng->tap_camera_.BeginPinch( v1, v2 );
        }
        // ...else other possible pinch states...
    }
    return 1;
}

ndk_helper 클래스는 벡터 수학 라이브러리(vecmath.h) 액세스도 제공하여 여기서 이 라이브러리를 사용해 터치 좌표를 변환합니다.

void Engine::TransformPosition( ndk_helper::Vec2& vec )
{
    vec = ndk_helper::Vec2( 2.0f, 2.0f ) * vec
            / ndk_helper::Vec2( gl_context_->GetScreenWidth(),
            gl_context_->GetScreenHeight() ) - ndk_helper::Vec2( 1.f, 1.f );
}

HandleCmd() 메서드는 android_native_app_glue 라이브러리에서 게시된 명령어를 처리합니다. 메시지의 의미를 자세히 알아보려면 android_native_app_glue.h 및 .c 소스 파일의 주석을 참조하세요.

void Engine::HandleCmd( struct android_app* app,
        int32_t cmd )
{
    Engine* eng = (Engine*) app->userData;
    switch( cmd )
    {
    case APP_CMD_SAVE_STATE:
        break;
    case APP_CMD_INIT_WINDOW:
        // The window is being shown, get it ready.
        if( app->window != NULL )
        {
            eng->InitDisplay();
            eng->DrawFrame();
        }
        break;
    case APP_CMD_TERM_WINDOW:
        // The window is being hidden or closed, clean it up.
        eng->TermDisplay();
        eng->has_focus_ = false;
        break;
    case APP_CMD_STOP:
        break;
    case APP_CMD_GAINED_FOCUS:
        eng->ResumeSensors();
        //Start animation
        eng->has_focus_ = true;
        break;
    case APP_CMD_LOST_FOCUS:
        eng->SuspendSensors();
        // Also stop animating.
        eng->has_focus_ = false;
        eng->DrawFrame();
        break;
    case APP_CMD_LOW_MEMORY:
        //Free up GL resources
        eng->TrimMemory();
        break;
    }
}

android_app_glue가 시스템에서 onNativeWindowCreated() 콜백을 수신하면 ndk_helper 클래스가 APP_CMD_INIT_WINDOW를 게시합니다. 애플리케이션은 일반적으로 EGL 초기화 같은 창 초기화를 처리할 수 있습니다. 활동이 아직 준비되지 않은 상태이므로 이러한 작업은 활동 수명 주기를 벗어나 처리합니다.

//Init helper functions
ndk_helper::JNIHelper::Init( state->activity, HELPER_CLASS_NAME );

state->userData = &g_engine;
state->onAppCmd = Engine::HandleCmd;
state->onInputEvent = Engine::HandleInput;