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AndroidOpenGLES开发

主讲人：杨丰富华章培训网、[hztraining]华章培训网版权所有狼菌伦捞赌消命苗哑鞠匀捣乒叼凡掸墙叭庄咏宿焙亥屿混衡俩恕韩砍伦蝴android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版Android书籍Android应用开发书籍推荐技术支持〔交流平台〕课程方案课程概述功能演示课程需求分析课程目标第2页逛颈支梧魔懈框孜靠婆运尚取刁吾要咖痹算汛辟睹菏惹刁鞋绑搽绸汽泽燥android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版?Android应用开发揭秘?国内首本基于Andriod2.0的经典著作5大专业社区一致鼎力推荐！入围51CTO2021年度——最受读者喜爱的原创IT技术图书奖。Android书籍推荐第3页镐铱焉燕寐骄还汞挎王义逞案骂刁槐死对羌倾碑赊沛捻扇撇叠滞闪甲帧袍android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版华章培训网博客交流平台第4页脖腮脆签钉义词坠洼蜂极扁踞远住庭恰锹粗铁淹皑捣境荆丫蓄见调侨瘟疮android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版AndroidOpenGLES开发基础2:OpenglES概述13:离子系统24:TGA文件3:基本图形绘制14:变形25:多重视口4:3D图形绘制及透视15:多级纹理-二次几何体26:轨迹球5:光效16:曲面映射27:射线拾取6:材质17:多重纹理28:地形7:纹理及纹理映射18:反射-蒙板缓存29:天空盒8:隧道实例19:图像字体30:帧动画9:雾气20:反走样31:骨骼动画10:2D文字显示21:缓存及片元测试32:碰撞检测11:飘动的旗帜22:贝塞尔曲面引擎实现（通过NDK来开发原生OpenGLES程序）12:蒙板23:BLT函数课程方案第5页柬氮臆栋辗语雏片煎寅度归粟钩缀赶掘峡春藉亦空滞影舅矗茂罪泼栏傈忿android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版构建AndroidSDK应用程序开发环境Eclipse(3.4及其以上版本)AndroidSDK〔1.5以上〕ADT〔0.9以上〕课程准备第6页蹦碌范哎凯诚编械艇延侗暗阴午舀紧缅闹稗赚璃衫残氧懦睦弟抿竟净潞肪android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版

OpenGLES概述主讲人：杨丰富华章培训网、[hztraining]华章培训网版权所有谐准斗辅斥椽漆堵柴愤渠务恨哥烩时泳篷挠徒浊核拍监逮冠惭皖镰蚕疤吓android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版OpenGLES概述OpenGL与OpenGLES概述OpenGL与OpenGLES区别OpenGLES开发框架GLSurfaceViewRenderer课程目标第8页兵阜都蜒呆水徒俭接山楼趁沏滥赂灰沈蕾定捻躲貌沿钞胁段形札佯仕油斌android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版OpenGL 是由SGI公司开发的一套3D图形软件接口标准，由于具有体系结构简单合理、使用方便、与操作平台无关等优点，OpenGL迅速成为一种3D图形接口的工业标准，并陆续在各种平台上得以实现。作为一个性能优越的图形应用程序设计界面〔API〕而适合于广泛的计算环境，从个人计算机到工作站和超级计算机，OpenGL都能实现高性能的三维图形功能。由于许多在计算机界具有领导地位的计算机公司纷纷采用OpenGL作为三维图形应用程序设计界面，OpenGL应用程序具有广泛的移植性。因此，OpenGL已成为目前的三维图形开发标准，是从事三维图形开发工作的技术人员所必须掌握的开发工具。(:///)OpenGL概述第9页券尿愉毯帮电器琵群萍踌贪杖尉困蔗售青车邯麦曼桨流坚掩澡响亮蕴涨寅android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版OpenGLES OpenGLES是专为内嵌和移动设备设计的一个2D/3D轻量图形库，它是基于OpenGLAPI设计的。OpenGLES1.0版基于OpenGL1.3，而OpenGLES1.1那么是基于OpenGL1.5的。现在主要由KhronosGroup〔〕来负责管理OpenGLES的开发维护。 Android平台在sdk2.0之前支持OpenGLES1.1，而在2.0以后的版本那么支持OpenGLES2.0。OpenGLES概述第10页蕴厨今悠疤训界嘘醉板咕析验圭茧顶靶搀蚕撬仙人照箩沫篓拉藤瞬痴券车android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版 之所以会推出OpenGL-ES版本，主要是应对嵌入式环境和应用的要求。 嵌入式设备一般工作于较恶劣的环境，包括：温度、湿度、振动、冲击、酸碱腐蚀等。例如：中国的酸雨气候就给很多室外电子设备带来了新的难题，中东地区的风沙也使得美军必须采用更先进的非IT技术来保护他们的电子设备。 需要人机界面的嵌入式应用，由于受环境受环境因素的影响，一般不能提供有缘电源，在有限的电能限制下工作，如何以更低的功耗完成人机交互界面，成为OpenGL必须要面对的问题，进而推出了OpenGL-ES标准。应该说在高效完成2D/3D界面的同时，到达了降低功耗的效果。OpenGL与OpenGLES区别第11页奸凤所滔辉侦炭坠颊拱姬婶咸肤愧衍侥弹拒爸笼旭拂用疙害憎苑稻倍雾彻android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版 特别说明，在OpenGL开展到1.3版本时，OpenGLAPI不再采用纯软件的形势进行运算，开始与硬件图形芯片结合，出现了OpenGL硬加速的实现形式。例如：很多显示芯片厂商开始推出支持OpenGL硬加速的芯片，并与软件公司合作，实现OpenGL硬加速。很多PC机的游戏会有加速软件，如实况足球，但目前这类基于PC加速软件还是通过软件形式进行优化，即优化了3D渲染引擎。OpenGL硬加速的优点在于，使CPU从繁重的图形运算工作中解脱出来，将运算重点集中于非界面应用，即嵌入式操作系统中优先级较高，但与界面无关的应用。GPU〔图形处理器〕与CPU〔中央处理器〕的分工合作，带来的就是高效率。OpenGL与OpenGLES区别第12页探吕奉脏妻屠弘笋祈素侮倘脉唉情汹釉吊抡纺宰暮分掷炔戍敌螟扦液叙酬android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版 当然，事物均具有两面性，OpenGL-ES硬加速也有缺点，即增加了设备本钱。这方面主要取决于其应用是否需要强劲的性能，即对人机交互界面的更高性能的追求。 OpenGLES相对OpenGL删减了一切低效能的操作方式，有高性能的决不留低效能的:没有double型数据类型，但参加了高性能的定点小数数据类型;没有glBegin/glEnd/glVertex，只能用glDrawArrays等。没有实时将非压缩图片数据转成压缩贴图的功能，程序必须直接提供压缩好的贴图;OpenGL与OpenGLES区别第13页循龄孰竣山吮皇辊蔗疗大屡泊忌琐铅娩隶倒祟宪硷芽十宣浆棱墅师仕名戒android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版 OpenGLES1.x为固定渲染管线〔Fixed_Function〕而设计。子版本包括：1.0，1.1。1.0从OpenGL1.3裁减而来；1.1从OpenGL_1.5裁减而来。1.1向下兼容1.0。经研究，1.1因为更先进，而且相比1.0增加的特性也都很有用，所以根本上不用考虑1.0了。1.1和1.0的变化不算很大 OpenGLES2.x为可编程渲染管线〔Programmable〕而设计。目前只有2.0这一个子版本，从OpenGL2.0裁减而来。和1.x的区别是可以支持vertex和pixelshader，因此能够实现更多的特效。另外2.0就不再支持1.x里面的固定管线功能了，也就是说2.x并不向下兼容1.x。OpenGLES1.x和OpenGLES2.x第14页疼苏安梧摆俏栖棋虐慑扑伸蔡咖嵌斤钾创瑟帝愤挫潮溃螟钥劫倒煮脑香抽android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版OpenGLES开发包android.opengl.*;OpenGLES视图GLSurfaceView//OpenGL视图Renderer //渲染器AndroidOpenGLES开发框架第15页鸿伏穆乘薄碰金腆猜妻迹你吗硅亲形屏帕吧漠阉豢捕宅盾檬瞪粮固倪纯宜android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版Renderer接口onSurfaceCreated(GL10gl,EGLConfigconfig)onSurfaceChanged(GL10gl,intwidth,intheight)onDrawFrame(GL10gl)AndroidOpenGLES开发框架第16页乏浸济臆焉序筒实宅躯茨疆踊秤责毖秋叠峪响务倾茸魔屑威王卷坛长豪烃android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版小结第17页澜忽边浸缄犯宪木危哇矗镶每衡谚派蒂伎假爱昼竖酞暴赎焊醛用闹冷寇墩android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版思考？如何在OpenGLES开发框架上绘制图形？并为图形添加颜色和进行变换操作？作业第18页洪床汲氨白拭绢茁槐哎没笑贴墟方卫谦所嘴瓮烯梗烈扳钎赖痊阐咋履抗走android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版根本图形的绘制主讲人：杨丰富华章培训网、[hztraining]华章培训网版权所有芽细郸克涝呵彪刹摘董佑烫卞佐九逞吃藩烷埔墅效艳寨良录瘩屑染菲菜尝android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版通过OpenGL来完成2D多边形的绘制。 坐标系、点、线、三角形、四边形、顶点数组为多边形添加颜色。 颜色数组、着色模式变换操作。 平移、旋转、缩放课程目标第20页络枷且怜跑明娃扰叙抹贞婪亡蒙瓢鲁雨仟缴契壹瓮旷弃添堑铡翅涧吾薄悄android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版坐标系、点、顶点 3D图像的最小单位称为点〔point〕或者顶点(vertex)。它们代表三维空间中的一个点并用来建造更复杂的物体。多边形就是由点构成，而物体是由多个多边形组成。尽管通常OpenGL支持多种多边形，但OpenGLES只支持三边形〔即三角形〕。2D多边形第21页痘冰惭蹦悔管冰翌接惕聘后琐位黍茵棠吉役硬蔚绽嗡势根叫活绪鞍汞舞倘android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版三角形 由不在同一直线上的三条线段首尾顺次连接所组成的封闭图形叫做三角形。〔0，1，0〕//上顶点〔0，0，0〕//直角处顶点〔1，0，0〕//右边顶点2D多边形第22页闻蛰砷皱视卓槛锤孤插穆企悄层惧馈男悄蘑问棕溢阉仟猖郧她云靴补斯诀android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版在OpenGL中绘制2D多边形常用的函数以及常量：glEnableClientState/glDisableClientState：状态开关glVertexPointer：设置顶点数据glDrawArrays：绘制函数GL_VERTEX_ARRAY：顶点数组GL_BYTE/GL_SHORT/GL_FIXED/GL_FLOAT：顶点数据的类型GL_LINES：线GL_TRIANGLES：三角形GL_TRIANGLE_STRIP：三角形带2D多边形第23页待秧藉头擒熙捻爆宵誓癣加炔盘障弯壶神汝慰亨啸埂樱苞娩赛唱式赴饭华android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版 OpenGLES只支持RGBA颜色模式，即我们通过定义红，绿，蓝以及alpha元素来定义颜色，alpha值定义了颜色之后物体的透视〔明〕程度。颜色数组 和顶点数组一样，由每一个顶点的颜色数据组成。着色模式 在OpenGLES中，我们可以为整体物体设计一个单一的颜色，称之为“单一着色〞；也可以用多种颜色混合渲染，而颜色之间过渡很平滑，称之为“平滑着色〞。颜色第24页婴戎凡摸咐疮负假谎漫埃唇岩房秦叠裤冻靠杨挛暮淫优鬃疫薪瞅湛梯装累android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版常用函数及常量glColor4f：设置单一颜色glColorPointer：设置颜色数组GL_COLOR_ARRAY：颜色数组〔通过状态开关函数glDisableClientState来操作〕GL_COLOR_BUFFER_BIT：颜色缓存颜色第25页帆闲椽耕受庞娘瘤伸近烫阀燃害谴鸦掺虫镀霍况妆握僵禹安咽渝浙禹询咎android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版OpenGLES有三种不同类型的变换，它们分别是：转移〔Translate〕：在3D空间中移动物体旋转〔Rotate〕：绕X,Y,或者Z轴进行旋转缩放〔Scale〕：改变物体的大小变换第26页瞎萝毋畏攀琼隆鸡直逢份鳞卓兴奶卜乓垦炽奖查是舀瑚理疫自函叙汕咏艇android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版常用函数及常量glTranslatef：平移glRotatef：旋转glScalef：缩放变换第27页苛葫入址选躺祝析初扁瞧蝴憾烁缠昏必耙锌悔眼邀茵峨虫件氦慢尘似充孵android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版小结第28页旺颗岸磋壬腰萍城蝉毒燃宁搐料甚默流棍玛像烧款沸离负匠乞皇僚狐馅淬android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版思考？如何绘制3D图形呢？比方：立方体。在3D空间中，当多个相同物体在同一直线上时，前面的物体是否要遮挡后面的物体呢？如何才能让观察者看得更逼真呢？作业第29页藻泡脖只淳衰脏汹容好凭浦伸娄捻玻拎蕴珠庭鸡掣犯砰寝警借蒂饵案条谓android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版光效主讲人：杨丰富华章培训网、[hztraining]华章培训网版权所有狠鹊瘟署远毙咕灸衡灭迈酸啪件臀饺魂籽删胺靶公誊攫禽住厉崖主耸边橙android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版阴影模型GL_FLAT〔恒定〕、GL_SMOOTH〔光滑〕光效三要素环境元素〔ambientcomponent〕散射元素〔diffusecomponent〕高光元素〔specularcomponent〕光源的属性位置、方向、角度顶点法线课程目标第31页榆固筋旺朔邀首瞩痔开每桌哲清日噶里辅栗拈豫疾丑嗣蛛弥湖灾沈拟埂辑android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版 GL_FLAT将指定三角形上的每个像素都同等对待。多边形上的每个像素都具有相同的颜色，阴影等。在这种方式下，物体看上去极为不真实。 GL_SMOOTH模式，它使用了一种平滑快速的阴影算法，称为Gouraud算法。OpenGLES默认为GL_SMOOTH模式。阴影模型第32页毕祁觉忙众匪绊骇斩物曹睬赞劣宽坯瘫地俭唉忌绒型祁撬巍瓜睬蜡糟满虱android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版 在OpenGLES中，光由三个元素组成，分别是环境元素〔ambientcomponent〕，散射元素〔diffusecomponent〕和高光元素〔specularcomponent〕。我们使用颜色来设定光线元素。我们可以指定各光线元素的颜色和相对强度，比方：明亮的白色光定义为白色({1.0,1.0,1.0,1.0})，而暗白色可能定义为灰色({0.3,0.3,0.31.0})。你还可以通过改变红，绿，蓝元素的百分比来调整色偏。光效三要素第33页埠惋梳挺镐泡叭鞘篡狰苍硕存栋旨嚷挝窃弯饿蹄涎秩馈仆蕊版逞切跳淖橱android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版环境光没有明显的光源。其光线折射于许多物体，因此无法确定其来源。环境元素平均作用于场景中的所有物体的所有面。//环境光的颜色FloatBufferlight0Ambient=FloatBuffer.wrap(newfloat[]{0.1f,0.1f,0.1f,1.0f});//设置环境光gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0,GL10.GL_AMBIENT,light0Ambient);环境光第34页幢友靴棠陇孤伪恒桨任碎劲困侄岸楷锐筷朋缎味钧腻纹埂敲众估序磋惩糠android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版在OpenGLES中可以设定的第二个光线元素是散射元素〔diffusecomponent〕。在现实世界里，散射光线是诸如穿透光纤或从一堵白墙反射的光线。散射光线是发散的，因而参数较柔和的光，一般不会像直射光一样产生光斑。散射元素定义了比较平均的定向光源，在物体面向光线的一面具有光泽。FloatBufferlight0Diffuse=FloatBuffer.wrap(newfloat[]{0.7f,0.7f,0.7f,1.0f});gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0,GL10.GL_DIFFUSE,light0Diffuse);散射光第35页湿亡衔端转烫琅冕贾座散二圈粥吻兰熏记嘴如循框雨丈旧裂屡溶昼讳南酥android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版高光元素定义了光线直接照射并反射到观察者从而形成了物体上的“热点〞或光泽。光点的大小取决于一些因素，但是如果你看到如上图黄球所示一个区域明显的光斑，那通常就是来自于一个或多个光源的高光局部。这种类型的光是十分直接的，它们会以热点和光晕的形式反射到观察者的眼中。如果你想产生聚光灯的效果，那么应该设置一个很大的高光元素值及很小的散射和环境元素值〔还需要定义其他一些参数，等下会有介绍〕。FloatBufferlight0Specular=FloatBuffer.wrap(newfloat[]{0.7f,0.7f,0.7f,1.0f});gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0,GL10.GL_SPECULAR,light0Specular);高光第36页巳燃畅烫辗断杉答涤祭嘱刑倪露砌沽领吠盾交妄贫宫总缮驱仿汝钱锨韧婴android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版位置〔GL_POSITION〕：3D空间中光源的位置。方向〔GL_SPOT_DIRECTION〕：由x,y,z向量来确定光线的方向。角度〔GL_SPOT_CUTOFF〕：指定GL_SPOT_CUTOFF值时，它定义了中心线两边的角度，所以如果你指定截止角时，它必须小于180度。如果你的定义为45度，那么实际上你创立了一个总角度为90度的点光源。这意味着你可设定的GL_SPOT_CUTOFF的最大值为180度。光源的属性第37页办憋窜诵罚三截古孰黔焦旦菲遥银矢骋股舶啤唯习哇痢耘惋予嚏竖射无晒android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版法线：一个垂直于指定多边形外表的向量〔或直线〕。使用GL_SMOOTH渲染，所以OpenGLES需要知道顶点法线〔vertexnormal〕而不是外表法线，一个复杂的物体顶点很多，所以计算量也就很大。顶点法线第38页韭屿眷夹棺靖慢街镇刺奉究型维娘躬劣吓蛙涩捕蔷刻秽颧熙挪苍白罪贝啄android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版//允许设置法线数组gl.glEnableClientState(GL10.GL_NORMAL_ARRAY);//设置法线数组gl.glNormalPointer(GL10.GL_FLOAT,0,normals);//开启颜色材质gl.glEnable(GL10.GL_COLOR_MATERIAL);设置顶点法线第39页胶续符丫庚窥工章珐乃怖品赂刊设瞅共赚闪幂顾苏汐键绍所擞健套馒轻侍android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版小结第40页杂胎察甜球岗漱侣涨蘑伯躲尹捆又苍系使拦责燥绢戒戒但妆忿胯尽法哭郑android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版思考？物体的外表效果实际上是由场景中的光和多边形的材质决定的，我们如何为一个3D空间中的物体设置材质呢？材质又由什么样的元素构成呢？作业第41页羞惺匠轴棉扯狭凯赦臻球井絮悠差潞铱稗吁盔督艘瓢症圈菱滩龙坚壬颊冗android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版〔复习〕光的三要素：环境光,散射光和高光。什么是颜色？指定材质glMaterialf\glMaterialfv、GL_FRONT_AND_BACK材质三元素环境元素、散射元素、高光元素自发光课程目标第42页割咎戒瑰肌燃凤寝泽巍跨培鹰敬机少耍兼醒术唁夸飘瓮贷娜馅凰亨平荆谅android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版在OpenGLES中，光由三个元素组成，分别是环境元素〔ambientcomponent〕，散射元素〔diffusecomponent〕和高光元素〔specularcomponent〕。光效三要素第43页浚券娘亚阁愤撅寸霍淳链效万颅彰澎氦皆炮只椽扶鳞呈祈拔原园冈垒句埋android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版什么是颜色？ 我们看得见的光被称为光的可见频谱。根据不同的波长我们可以感知到不同的颜色。在可见光谱的一端是低波长高频率的紫色和蓝色，而在另一端是低频率高波长的橘色和红色。电磁波在这个范围之外，因此不是“可见光〞，我们只关心可见光谱。颜色第44页侥靠弥高疹妨磅色悉骗渐迎当浸方云闪痞歌铡攘譬照毒越铱犊募霉肪沟密android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版材质 我们通常通过定义材质的反射光来定义OpenGLES中的材质，正如现实世界中一样。如果一个材质定义为反射红光，那么在正常的白光下，它将显示红色。 在OpenGL中(至少在使用光滑着色处理和光效时)，材质是没有颜色的。OpenGL具有分别定义材质是怎样反射OpenGL光效三要素〔环境，散射和高光〕的能力。另外，它还具有指定材质自发光〔emissive〕属性的能力，关于这点我们稍后再讨论。OpenGL材质第45页噪踢街英痴毗秒分阿掺霖咕押汽栖闻吟樊蚁桌鲤官醒秀曹嫉敦肪破薛佐滤android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版指定材质 要在OpenGL创立一个材质，我们需要一次或屡次调用glMaterialf()或者glMaterialfv()。于各属性或元素需要分别通过这些调用了指定，所以我们通常必须屡次调用这些函数以完全定义材质。所有未定义的元素或属性默认值为0，或者以颜色来说为黑色。 传递给glMaterialf()或者glMaterialfv()的第一个参数总是用于指定是否材质影响多边形的前，后或两者的GL_ENUM。在OpenGLES中第一个参数只能为GL_FRONT_AND_BACK。第二个参数是指示正在设定材质的哪个元素或属性的GL_ENUM。指定材质第46页袭粗去萄变伦据慕买峪皆够舔撬树疚侩修蓝矗噪飞蹿嘱右黔毖锤燥彦鹿耀android3D游戏开发教程终极版android3D游戏开发教程终极版环境元素和散射元素 当