Android OpenGL ES開發(fā)：投影和相機(jī)視圖創(chuàng)建和應(yīng)用

OpenGL ES環(huán)境允許你以更接近于你眼睛看到的物理對象的方式來顯示你繪制的對象。物理查看的模擬是通過對你所繪制的對象的坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)學(xué)變換完成的：

? ?Projection — 這個變換是基于他們所顯示的GLSurfaceView的寬和高來調(diào)整繪制對象的坐標(biāo)的。沒有這個計(jì)算變換，通過OpenGL繪制的形狀會在不同顯示窗口變形。這個投影變化通常只會在OpenGL view的比例被確定或者在你渲染器的onSurfaceChanged()方法中被計(jì)算。想要了解更多的關(guān)于投影和坐標(biāo)映射的相關(guān)信息，請看繪制對象的坐標(biāo)映射。

? ?Camera View — 這個換是基于虛擬的相機(jī)的位置來調(diào)整繪制對象坐標(biāo)的。需要著重注意的是，OpenGL ES并沒有定義一個真實(shí)的相機(jī)對象，而是提供一個實(shí)用方法，通過變換繪制對象的顯示來模擬一個相機(jī)。相機(jī)視圖變換可能只會在你的GLSurfaceView被確定時被計(jì)算，或者基于用戶操作或你應(yīng)用程序的功能來動態(tài)改變。

本課程描述怎樣創(chuàng)建投影和相機(jī)視圖并將其應(yīng)用的到你的GLSurfaceView的繪制對象上。

定義投影

投影變化的數(shù)據(jù)是在你GLSurfaceView.Renderer類的onSurfaceChanged()方法中被計(jì)算的。下面的示例代碼是獲取GLSurfaceView的高和寬，并通過Matrix.frustumM()方法用它們填充到投影變換矩陣中。

// mMVPMatrix is an abbreviation for "Model View Projection Matrix" private final float[] mMVPMatrix = new float[16]; private final float[] mProjectionMatrix = new float[16]; private final float[] mViewMatrix = new float[16]; @Override public void onSurfaceChanged(GL10 unused, int width, int height) { GLES20.glViewport(0, 0, width, height); float ratio = (float) width / height; // this projection matrix is applied to object coordinates // in the onDrawFrame() method Matrix.frustumM(mProjectionMatrix, 0, -ratio, ratio, -1, 1, 3, 7); }

上面的代碼填充有一個投影矩陣mProjectionMatrix，mProjectionMatrix可以在onFrameDraw()方法中與下一部分的相機(jī)視圖結(jié)合在一起。

注意：如果僅僅只把投影矩陣應(yīng)用的到你繪制的對象中，通常你只會得到一個非?？盏娘@示。一般情況下，你還必須為你要在屏幕上顯示的任何內(nèi)容應(yīng)用相機(jī)視圖。

定義相機(jī)視圖

通過在你的渲染器中添加相機(jī)視圖變換作為你繪制過程的一部分來完成你的繪制圖像的變換過程。在下面的代碼中，通過Matrix.setLookAtM()方法計(jì)算相機(jī)視圖變換，然后將其與之前計(jì)算出的投影矩陣結(jié)合到一起。合并后的矩陣接下來會傳遞給繪制的圖形。

@Override public void onDrawFrame(GL10 unused) { ... // Set the camera position (View matrix) Matrix.setLookAtM(mViewMatrix, 0, 0, 0, -3, 0f, 0f, 0f, 0f, 1.0f, 0.0f); // Calculate the projection and view transformation Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix, 0, mProjectionMatrix, 0, mViewMatrix, 0); // Draw shape mTriangle.draw(mMVPMatrix); }

應(yīng)用投影和相機(jī)變換

為了使用在上一部分內(nèi)容中展示的投影和相機(jī)視圖變換的合并矩陣，首先要在之前Triangle類中定義的定點(diǎn)著色器代碼中添加一個矩陣變量：

public class Triangle { private final String vertexShaderCode = // This matrix member variable provides a hook to manipulate // the coordinates of the objects that use this vertex shader "uniform mat4 uMVPMatrix;" + "attribute vec4 vPosition;" + "void main() {" + // the matrix must be included as a modifier of gl_Position // Note that the uMVPMatrix factor *must be first* in order // for the matrix multiplication product to be correct. " gl_Position = uMVPMatrix * vPosition;" + "}"; // Use to access and set the view transformation private int mMVPMatrixHandle; ... }

下一步，修改你的圖形對象的draw()方法來接收聯(lián)合變換矩陣，并將它們應(yīng)用到圖形中：

public void draw(float[] mvpMatrix) { // pass in the calculated transformation matrix ... // get handle to shape's transformation matrix mMVPMatrixHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uMVPMatrix"); // Pass the projection and view transformation to the shader GLES20.glUniformMatrix4fv(mMVPMatrixHandle, 1, false, mvpMatrix, 0); // Draw the triangle GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vertexCount); // Disable vertex array GLES20.glDisableVertexAttribArray(mPositionHandle); }

一旦你正確的計(jì)算并應(yīng)用投影和相機(jī)視圖變換，你的繪圖對象將會以正確的比例繪制，它看起來應(yīng)該像下面這樣：

現(xiàn)在你已經(jīng)有一個可以以正確比例顯示圖形的應(yīng)用了。后面的章節(jié)，我們可以了解如何為你的圖形添加運(yùn)動了。