Cómo definir formas

Ser capaz de definir formas que se dibujarán en el contexto de una vista de OpenGL ES es el primer paso para crear gráficos de alta gama para tu app. Dibujar con OpenGL ES puede ser un poco complicado sin tener que saber algunos aspectos básicos sobre cómo OpenGL ES espera que definas objetos gráficos.

En esta lección, se explica el sistema de coordenadas OpenGL ES en relación con la pantalla de un dispositivo Android, los conceptos básicos para definir una forma y sus caras, además de cómo definir un triángulo y un cuadrado.

Define un triángulo

OpenGL ES te permite definir objetos dibujados mediante coordenadas en un espacio tridimensional. Por lo tanto, antes de que puedas dibujar un triángulo, debes definir sus coordenadas. En OpenGL, la forma típica de hacer esto es definir un array de vértices de números de punto flotante para las coordenadas. Para obtener la máxima eficiencia, escribe estas coordenadas en un ByteBuffer, que se pasa a la canalización de gráficos de OpenGL ES para su procesamiento.

Kotlin

// number of coordinates per vertex in this array
const val COORDS_PER_VERTEX = 3
var triangleCoords = floatArrayOf(     // in counterclockwise order:
        0.0f, 0.622008459f, 0.0f,      // top
        -0.5f, -0.311004243f, 0.0f,    // bottom left
        0.5f, -0.311004243f, 0.0f      // bottom right
)

class Triangle {

    // Set color with red, green, blue and alpha (opacity) values
    val color = floatArrayOf(0.63671875f, 0.76953125f, 0.22265625f, 1.0f)

    private var vertexBuffer: FloatBuffer =
            // (number of coordinate values * 4 bytes per float)
            ByteBuffer.allocateDirect(triangleCoords.size * 4).run {
                // use the device hardware's native byte order
                order(ByteOrder.nativeOrder())

                // create a floating point buffer from the ByteBuffer
                asFloatBuffer().apply {
                    // add the coordinates to the FloatBuffer
                    put(triangleCoords)
                    // set the buffer to read the first coordinate
                    position(0)
                }
            }
}

Java

public class Triangle {

    private FloatBuffer vertexBuffer;

    // number of coordinates per vertex in this array
    static final int COORDS_PER_VERTEX = 3;
    static float triangleCoords[] = {   // in counterclockwise order:
             0.0f,  0.622008459f, 0.0f, // top
            -0.5f, -0.311004243f, 0.0f, // bottom left
             0.5f, -0.311004243f, 0.0f  // bottom right
    };

    // Set color with red, green, blue and alpha (opacity) values
    float color[] = { 0.63671875f, 0.76953125f, 0.22265625f, 1.0f };

    public Triangle() {
        // initialize vertex byte buffer for shape coordinates
        ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(
                // (number of coordinate values * 4 bytes per float)
                triangleCoords.length * 4);
        // use the device hardware's native byte order
        bb.order(ByteOrder.nativeOrder());

        // create a floating point buffer from the ByteBuffer
        vertexBuffer = bb.asFloatBuffer();
        // add the coordinates to the FloatBuffer
        vertexBuffer.put(triangleCoords);
        // set the buffer to read the first coordinate
        vertexBuffer.position(0);
    }
}

De forma predeterminada, OpenGL ES asume un sistema de coordenadas en el que [0,0,0] (X,Y,Z) especifica el centro del marco GLSurfaceView, [1,1,0] es la esquina superior derecha del marco y [-1,-1,0] es la esquina inferior izquierda. Para ver una ilustración de este sistema de coordenadas, consulta la guía para desarrolladores de OpenGL ES.

Ten en cuenta que las coordenadas de esta forma se definen en el sentido antihorario. El orden de dibujo es importante porque define qué lado es la cara frontal de la forma, que en general quieres dibujar, y la cara posterior, que puedes elegir no dibujar con la función de cara oculta de OpenGL ES. Para obtener más información sobre caras y la selección, consulta la guía para desarrolladores de OpenGL ES.

Define un cuadrado

Definir triángulos es bastante fácil en OpenGL, pero ¿qué pasa si quieres ser un poco más complejo? Por ejemplo, un cuadrado. Existen varias formas de hacerlo, pero una ruta típica para dibujar ese tipo de forma en OpenGL ES consiste en usar dos triángulos dibujados juntos:

Figura 1: Cómo dibujar un cuadrado usando dos triángulos

Nuevamente, debes definir los vértices en sentido antihorario para ambos triángulos que representan esta forma, y debes colocar los valores en un ByteBuffer. Para evitar definir las dos coordenadas compartidas por cada triángulo dos veces, usa una lista de dibujo para indicarle a la canalización de gráficos OpenGL ES cómo dibujar esos vértices. A continuación, se detalla el código para esa forma:

Kotlin

// number of coordinates per vertex in this array
const val COORDS_PER_VERTEX = 3
var squareCoords = floatArrayOf(
        -0.5f,  0.5f, 0.0f,      // top left
        -0.5f, -0.5f, 0.0f,      // bottom left
         0.5f, -0.5f, 0.0f,      // bottom right
         0.5f,  0.5f, 0.0f       // top right
)

class Square2 {

    private val drawOrder = shortArrayOf(0, 1, 2, 0, 2, 3) // order to draw vertices

    // initialize vertex byte buffer for shape coordinates
    private val vertexBuffer: FloatBuffer =
            // (# of coordinate values * 4 bytes per float)
            ByteBuffer.allocateDirect(squareCoords.size * 4).run {
                order(ByteOrder.nativeOrder())
                asFloatBuffer().apply {
                    put(squareCoords)
                    position(0)
                }
            }

    // initialize byte buffer for the draw list
    private val drawListBuffer: ShortBuffer =
            // (# of coordinate values * 2 bytes per short)
            ByteBuffer.allocateDirect(drawOrder.size * 2).run {
                order(ByteOrder.nativeOrder())
                asShortBuffer().apply {
                    put(drawOrder)
                    position(0)
                }
            }
}

Java

public class Square {

    private FloatBuffer vertexBuffer;
    private ShortBuffer drawListBuffer;

    // number of coordinates per vertex in this array
    static final int COORDS_PER_VERTEX = 3;
    static float squareCoords[] = {
            -0.5f,  0.5f, 0.0f,   // top left
            -0.5f, -0.5f, 0.0f,   // bottom left
             0.5f, -0.5f, 0.0f,   // bottom right
             0.5f,  0.5f, 0.0f }; // top right

    private short drawOrder[] = { 0, 1, 2, 0, 2, 3 }; // order to draw vertices

    public Square() {
        // initialize vertex byte buffer for shape coordinates
        ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(
        // (# of coordinate values * 4 bytes per float)
                squareCoords.length * 4);
        bb.order(ByteOrder.nativeOrder());
        vertexBuffer = bb.asFloatBuffer();
        vertexBuffer.put(squareCoords);
        vertexBuffer.position(0);

        // initialize byte buffer for the draw list
        ByteBuffer dlb = ByteBuffer.allocateDirect(
        // (# of coordinate values * 2 bytes per short)
                drawOrder.length * 2);
        dlb.order(ByteOrder.nativeOrder());
        drawListBuffer = dlb.asShortBuffer();
        drawListBuffer.put(drawOrder);
        drawListBuffer.position(0);
    }
}

En este ejemplo, se muestra lo que se necesita para crear formas más complejas con OpenGL. En general, se usan colecciones de triángulos para dibujar objetos. En la siguiente lección, aprenderás a dibujar estas formas en la pantalla.