OpenGL ES в Android, класс GLSurfaceView

Базовым классом для вывода трехмерной графики в Android c использованием OpenGL ES является класс GLSurfaceView. Он содержит в себе встроенный интерфейс GLSurfaceView.Renderer, который управляет отображением трехмерных объектов. Можно представить себе GLSurfaceView как холст для рисования, а GLSurfaceView.Renderer как умение рисовать на холсте. Любой класс, который умеет рисовать на холсте, становится трехмерным художником. Таким образом, чтобы создать такого "художника" мы должны определить собственный класс, реализующий интерфейс GLSurfaceView.Renderer.

Например так:

public class MyClassRenderer implements GLSurfaceView.Renderer{

//тело класса

}

Реализовав интерфейс GLSurfaceView.Renderer мы обязаны в классеMyClassRenderer переопределить абстрактные методы этого интерфейса. Таких методов три: onDrawFrame, onSurfaceCreated и onSurfaceChanged. В методе onDrawFrame производится рисование трехмерных объектов, методonSurfaceCreated вызывается при создании экрана, метод onSurfaceChanged - при изменении экрана.

В методе onSurfaceChanged принято определять область просмотра на экране и задавать параметры проекции трехмерного изображения на экран:

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {

// установим область просмотра равной размеру экрана

gl.glViewport(0, 0, width, height);

// подсчитаем отношение ширина/высота

float ratio = (float) width / height;

// перейдем в режим работы с матрицей проекции

gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);

// сбросим матрицу проекции на единичную

gl.glLoadIdentity();

// устанавливаем перспективную проекцию

// угол обзора 60 градусов

// передняя отсекающая плоскость 0.1

// задняя отсекающая плоскость 100

GLU.gluPerspective (gl, 60, ratio, 0.1f, 100f);

// перейдем в режим работы с матрицей модели-вида

gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);

}

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Метод onSurfaceCreated обычно служит для установки начальных параметров состояния OpenGL и для загрузки текстур из графических файлов. Например:

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {

// включим пересчет нормалей на единичную длину

gl.glEnable(GL10.GL_NORMALIZE);

// включим сглаживание цветов

gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);

// включим проверку глубины

gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);

gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);

// разрешим использовать освещение

gl.glEnable(GL10.GL_LIGHTING); // и.т.д.

 

// далее загружаем текстуры..................

}

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Почему загружать текстуры нужно именно в методе onSurfaceCreated? Почему я не могу загрузить текстуры один раз в конструкторе рендерера и обращаться к ним по мере необходимости?

Реализация текстур в OpenGL ES имеет одну неприятную особенность. Всякий раз, когда заново создается экран, загруженные текстуры удаляются из памяти. Это происходит, например, когда экран телефона выходит из блокировки. Если не загрузить текстуры заново все трехмерные объекты лишатся нанесенных на них графических изображений. Повторная загрузка текстур приводит к задержке в пару секунд перед продолжением рисования.

В методе onDrawFrame производится перерисовка кадра. Перед выводом на экран нового кадра мы должны очистить экран и удалить из памяти все повороты и перемещения в пространстве, т.е. сбросить матрицу модели-вида на единичную.

Делается это следующим образом:

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

public void onDrawFrame(GL10 gl) {

// очищаем буферы глубины и цвета

gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

// перейдем в режим работы с матрицей модели-вида

gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);

// сбросим матрицу модели-вида на единичную

gl.glLoadIdentity();

// далее выполним расчет кадра и его рисование.......

}

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

После определения класса рендерера MyClassRenderer мы должны создать его экземпляр в классе GLSurfaceView. В GLSurfaceView могут быть созданы несколько рендереров, но активным может быть только один.

Определим собственный класс MyClassSurfaceView, расширяющий GLSurfaceView:

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

public class MyClassSurfaceView extends GLSurfaceView{

//создадим ссылку для хранения экземпляра нашего класса рендерера

private MyClassRenderer renderer;

// конструктор

public MyClassSurfaceView(Context context) {

// вызовем конструктор родительского класса GLSurfaceView

super(context);

// создадим экземпляр нашего класса MyClassRenderer

renderer = new MyClassRenderer(context);

// запускаем наш экземпляр рендерера

setRenderer(renderer);

// установим режим циклического запуска метода onDrawFrame

// в рендерере

setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_CONTINUOUSLY);

}

}

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Зачем мы передаем контекст в конструктор класса MyClassRenderer? В общем случае это делать необязательно. Контекст нужен для загрузки текстур из графических файлов. Если планируется использовать текстурирование - рендерер должен знать текущий контекст.

Что происходит при запуске рендерера методом setRenderer? При этом стартует отдельный поток, который вызывает у рендерера метод onDrawFrame. После запуска рендерера нужно определить, как будет производиться отрисовка кадров-автоматически в бесконечном цикле или по команде извне. Режимом смены кадров управляет метод setRenderMode. Если аргументом является RENDERMODE_CONTINUOUSLY то метод onDrawFrame вызывается циклически. Этот режим удобен для анимационных роликов. В другом случае, если в метод setRenderMode передается аргумент RENDERMODE_WHEN_DIRTY, метод onDrawFrame вызывается только один раз при старте рендерера или может быть вызван повторно командой requestRender. Такой режим можно использовать в играх, где требуется вручную управлять сменой кадров, запускать и останавливать анимацию.

Как вызвать рисование из Активити. Это несложно. Достаточно в методе onCreate в качестве текущего контента задать объект нашего класса MyClassSurfaceView. Примерно так:

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

public class MyClassActivity extends Activity {

// создадим ссылку на экземпляр нашего класса MyClassSurfaceView

private MyClassSurfaceView mGLSurfaceView;

 

// переопределим метод onCreate

@Override

public void onCreate(Bundle savedInstanceState){

super.onCreate(savedInstanceState);

//создадим экземпляр нашего класса MyClassSurfaceView

mGLSurfaceView = new MyClassSurfaceView(this);

//вместо вызова стандартного контента

//setContentView(R.layout.main);

//вызовем экземпляр нашего класса MyClassSurfaceView

setContentView(mGLSurfaceView);

// на экране появится поверхность для рисования в OpenGL ES

}

 

@Override

protected void onPause() {

super.onPause();

mGLSurfaceView.onPause();

}

 

@Override

protected void onResume() {

super.onResume();

mGLSurfaceView.onResume();

}

}

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Кратко подведем итоги.

Как осуществляется отображение трехмерной графики в Android OpenGL ES?

Запускается текущий Активити. В нем создается объект нашего классаMyClassSurfaceView, наследника GLSurfaceView. Внутри этого класса создается объект нашего рендерера и запускается на исполнение. Активити выводит на экран объект класса MyClassSurfaceView в качестве текущего контента.