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構(gòu)造
材質(zhì)渲染

材質(zhì)渲染

前面討論了如何給 3D 圖形染色，更一般的情況是使用點(diǎn)陣圖來給 Mesh 上色（渲染材質(zhì)）。主要步驟如下：

創(chuàng)建 Bitmap 對象

使用材質(zhì)渲染，首先需要構(gòu)造用來渲染的 Bitmap 對象，Bitmap 對象可以從資源文件中讀取或是從網(wǎng)路下載或是使用代碼構(gòu)造。為簡單起見，本例從資源中讀?。?/p> 

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(contect.getResources(),
 R.drawable.icon);

要注意的是，有些設(shè)備對使用的 Bitmap 的大小有要求，要求 Bitmap 的寬度和長度為 2 的幾次冪（1，2，4，8，16，32，64.。。。)，如果使用不和要求的 Bitmap 來渲染，可能只會顯示白色。

創(chuàng)建材質(zhì)(Generating a texture)

下一步使用 OpenGL 庫創(chuàng)建一個(gè)材質(zhì)(Texture)，首先是獲取一個(gè) Texture Id。

// Create an int array with the number of textures we want,
// in this case 1.
int[] textures = new int[1];
// Tell OpenGL to generate textures.
gl.glGenTextures(1, textures, 0);

textures 中存放了創(chuàng)建的 Texture ID，使用同樣的 Texture Id ，也可以來刪除一個(gè) Texture：

// Delete a texture.
gl.glDeleteTextures(1, textures, 0)

有了 Texture Id 之后，就可以通知 OpenGL 庫使用這個(gè) Texture：

gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, textures[0]);

設(shè)置 Texture 參數(shù) glTexParameter

下一步需要給 Texture 填充設(shè)置參數(shù)，用來渲染的 Texture 可能比要渲染的區(qū)域大或者小，這是需要設(shè)置 Texture 需要放大或是縮小時(shí) OpenGL 的模式：

// Scale up if the texture if smaller.
gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D,
 GL10.GL_TEXTURE_MAG_FILTER,
 GL10.GL_LINEAR);
// scale linearly when image smalled than texture
gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D,
 GL10.GL_TEXTURE_MIN_FILTER,
 GL10.GL_LINEAR);

常用的兩種模式為 GL10.GL_LINEAR 和 GL10.GL_NEAREST。

需要比較清晰的圖像使用 GL10.GL_NEAREST：

http://wiki.jikexueyuan.com/project/opengl-es-basics/images/34.png" alt="" />

而使用 GL10.GL_LINEAR 則會得到一個(gè)較模糊的圖像：

http://wiki.jikexueyuan.com/project/opengl-es-basics/images/35.png" alt="" />

UV Mapping

下一步要告知 OpenGL 庫如何將 Bitmap 的像素映射到 Mesh 上。這可以分為兩步來完成：

定義 UV 坐標(biāo)

UV Mapping 指將 Bitmap 的像素映射到 Mesh 上的頂點(diǎn)。UV 坐標(biāo)定義為左上角（0，0），右下角（1，1）（因?yàn)槭褂玫?2D Texture)，下圖坐標(biāo)顯示了 UV 坐標(biāo)，右邊為我們需要染色的平面的頂點(diǎn)順序：

為了能正確的匹配，需要把 UV 坐標(biāo)中的（0，1）映射到頂點(diǎn) 0，（1，1）映射到頂點(diǎn) 2 等等。

float textureCoordinates[] = {0.0f, 1.0f,
 1.0f, 1.0f,
 0.0f, 0.0f,
 1.0f, 0.0f };

http://wiki.jikexueyuan.com/project/opengl-es-basics/images/36.png" alt="" />

如果使用如下坐標(biāo)定義：

float textureCoordinates[] = {0.0f, 0.5f,
 0.5f, 0.5f,
 0.0f, 0.0f,
 0.5f, 0.0f };

http://wiki.jikexueyuan.com/project/opengl-es-basics/images/37.png" alt="" />

Texture 匹配到 Plane 的左上角部分。

而

float textureCoordinates[] = {0.0f, 2.0f,
 2.0f, 2.0f,
 0.0f, 0.0f,
 2.0f, 0.0f };

將使用一些不存在的 Texture 去渲染平面(UV 坐標(biāo)為 0，0-1，1 而 (0,0)-(2,2)定義超過 UV 定義的大?。@時(shí)需要告訴 OpenGL 庫如何去渲染這些不存在的 Texture 部分。

有兩種設(shè)置

  • GL_REPEAT 重復(fù) Texture。
  • GL_CLAMP_TO_EDGE 只靠邊線復(fù)制一次。

  • 下面有四種不同組合：

http://wiki.jikexueyuan.com/project/opengl-es-basics/images/38.png" alt="" />

本例使用如下配置：

gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D,
 GL10.GL_TEXTURE_WRAP_S,
 GL10.GL_REPEAT);
gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D,
 GL10.GL_TEXTURE_WRAP_T,
 GL10.GL_REPEAT);

然后是將 Bitmap 資源和 Texture 綁定起來：

GLUtils.texImage2D(GL10.GL_TEXTURE_2D, 0, bitmap, 0);

使用 Texture

為了能夠使用上面定義的 Texture，需要?jiǎng)?chuàng)建一 Buffer 來存儲 UV 坐標(biāo)：

FloatBuffer byteBuf = ByteBuffer.allocateDirect(texture.length * 4);
byteBuf.order(ByteOrder.nativeOrder());
textureBuffer = byteBuf.asFloatBuffer();
textureBuffer.put(textureCoordinates);
textureBuffer.position(0);

渲染

// Telling OpenGL to enable textures.
gl.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D);
// Tell OpenGL where our texture is located.
gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, textures[0]);
// Tell OpenGL to enable the use of UV coordinates.
gl.glEnableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
// Telling OpenGL where our UV coordinates are.
gl.glTexCoordPointer(2, GL10.GL_FLOAT, 0, textureBuffer);
// ... here goes the rendering of the mesh ...
// Disable the use of UV coordinates.
gl.glDisableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
// Disable the use of textures.
gl.glDisable(GL10.GL_TEXTURE_2D);

本例代碼是在一個(gè)平面上（SimplePlane）下使用 Texture 來渲染，首先是修改 Mesh 基類，使它能夠支持定義 UV 坐標(biāo)：

// Our UV texture buffer.
private FloatBuffer mTextureBuffer;
/**
 * Set the texture coordinates.
 *
 * @param textureCoords
 */
protected void setTextureCoordinates(float[] textureCoords) {
 // float is 4 bytes, therefore we multiply the number if
 // vertices with 4.
 ByteBuffer byteBuf = ByteBuffer.allocateDirect(
 textureCoords.length * 4);
 byteBuf.order(ByteOrder.nativeOrder());
 mTextureBuffer = byteBuf.asFloatBuffer();
 mTextureBuffer.put(textureCoords);
 mTextureBuffer.position(0);
}

并添加設(shè)置 Bitmap 和創(chuàng)建 Texture 的方法：

// Our texture id.
private int mTextureId = -1;
// The bitmap we want to load as a texture.
private Bitmap mBitmap;
/**
 * Set the bitmap to load into a texture.
 *
 * @param bitmap
 */
public void loadBitmap(Bitmap bitmap) {
 this.mBitmap = bitmap;
 mShouldLoadTexture = true;
}
/**
 * Loads the texture.
 *
 * @param gl
 */
private void loadGLTexture(GL10 gl) {
 // Generate one texture pointer...
 int[] textures = new int[1];
 gl.glGenTextures(1, textures, 0);
 mTextureId = textures[0];
 // ...and bind it to our array
 gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, mTextureId);
 // Create Nearest Filtered Texture
 gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_MIN_FILTER,
 GL10.GL_LINEAR);
 gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_MAG_FILTER,
 GL10.GL_LINEAR);
 // Different possible texture parameters, e.g. GL10.GL_CLAMP_TO_EDGE
 gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_WRAP_S,
 GL10.GL_CLAMP_TO_EDGE);
 gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_WRAP_T,
 GL10.GL_REPEAT);
 // Use the Android GLUtils to specify a two-dimensional texture image
 // from our bitmap
 GLUtils.texImage2D(GL10.GL_TEXTURE_2D, 0, mBitmap, 0);
}

最后修改 draw 方法來渲染材質(zhì)： 

// Indicates if we need to load the texture.
private boolean mShouldLoadTexture = false;
/**
 * Render the mesh.
 *
 * @param gl
 *            the OpenGL context to render to.
 */
public void draw(GL10 gl) {
 ...
 // Smooth color
 if (mColorBuffer != null) {
 // Enable the color array buffer to be used during rendering.
 gl.glEnableClientState(GL10.GL_COLOR_ARRAY);
 gl.glColorPointer(4, GL10.GL_FLOAT, 0, mColorBuffer);
 }
 if (mShouldLoadTexture) {
 loadGLTexture(gl);
 mShouldLoadTexture = false;
 }
 if (mTextureId != -1 && mTextureBuffer != null) {
 gl.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D);
 // Enable the texture state
 gl.glEnableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
 // Point to our buffers
 gl.glTexCoordPointer(2, GL10.GL_FLOAT, 0, mTextureBuffer);
 gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, mTextureId);
 }
 gl.glTranslatef(x, y, z);
 ...
 // Point out the where the color buffer is.
 gl.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLES, mNumOfIndices,
 GL10.GL_UNSIGNED_SHORT, mIndicesBuffer);
 ...
 if (mTextureId != -1 && mTextureBuffer != null) {
 gl.glDisableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
 }
 ...
}

本例使用的 SimplePlane 定義如下：

package se.jayway.opengl.tutorial.mesh;
/**
 * SimplePlane is a setup class for Mesh that creates a plane mesh.
 *
 * @author Per-Erik Bergman (per-erik.bergman@jayway.com)
 *
 */
public class SimplePlane extends Mesh {
 /**
 * Create a plane with a default with and height of 1 unit.
 */
 public SimplePlane() {
 this(1, 1);
 }
 /**
 * Create a plane.
 *
 * @param width
 *            the width of the plane.
 * @param height
 *            the height of the plane.
 */
 public SimplePlane(float width, float height) {
 // Mapping coordinates for the vertices
 float textureCoordinates[] = { 0.0f, 2.0f, //
 2.0f, 2.0f, //
 0.0f, 0.0f, //
 2.0f, 0.0f, //
 };
 short[] indices = new short[] { 0, 1, 2, 1, 3, 2 };
 float[] vertices = new float[] { -0.5f, -0.5f, 0.0f,
 0.5f, -0.5f, 0.0f,
 -0.5f,  0.5f, 0.0f,
 0.5f, 0.5f, 0.0f };
 setIndices(indices);
 setVertices(vertices);
 setTextureCoordinates(textureCoordinates);
 }
}

http://wiki.jikexueyuan.com/project/opengl-es-basics/images/40.png" alt="" />

本例示例代碼下載 ，到本篇為止介紹了 OpenGL ES 開發(fā)的基本方法，更詳細(xì)的教程將在以后發(fā)布，后面先回到 Android ApiDemos 中 OpenGL ES 的示例。