Определение фигур

Возможность определять формы для рисования в контексте представления OpenGL ES — это первый шаг в создании высококачественной графики для вашего приложения. Рисование с помощью OpenGL ES может быть немного сложным, если не знать нескольких основных вещей о том, как OpenGL ES ожидает от вас определения графических объектов.

В этом уроке объясняется система координат OpenGL ES относительно экрана устройства Android, основы определения формы, форм граней, а также определения треугольника и квадрата.

Дайте определение треугольнику

OpenGL ES позволяет определять нарисованные объекты, используя координаты в трехмерном пространстве. Итак, прежде чем вы сможете нарисовать треугольник, вы должны определить его координаты. В OpenGL типичный способ сделать это — определить массив вершин чисел с плавающей запятой для координат. Для максимальной эффективности вы записываете эти координаты в ByteBuffer , который передается в графический конвейер OpenGL ES для обработки.

Котлин 

// 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)
                }
            }
}

Ява 

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);
    }
}

По умолчанию OpenGL ES предполагает систему координат, в которой [0,0,0] (X,Y,Z) указывает центр кадра GLSurfaceView , [1,1,0] — верхний правый угол кадра, а [- 1,-1,0] — нижний левый угол кадра. Иллюстрацию этой системы координат см. в руководстве разработчика OpenGL ES .

Обратите внимание, что координаты этой фигуры определяются в порядке против часовой стрелки. Порядок отрисовки важен, поскольку он определяет, какая сторона является передней гранью фигуры, которую вы обычно хотите нарисовать, и задней гранью, которую вы можете не рисовать с помощью функции отсечения грани OpenGL ES. Дополнительную информацию о лицах и отсеивании см. в руководстве разработчика OpenGL ES .

Определите квадрат

Определить треугольники в OpenGL довольно просто, но что, если вы хотите немного усложнить задачу? Скажем, квадрат? Есть несколько способов сделать это, но типичный способ рисования такой фигуры в OpenGL ES — использовать два треугольника, нарисованных вместе:

Рисунок 1. Рисование квадрата с помощью двух треугольников.

Опять же, вам следует определить вершины в порядке против часовой стрелки для обоих треугольников, представляющих эту фигуру, и поместить значения в ByteBuffer . Чтобы избежать определения двух координат, общих для каждого треугольника дважды, используйте список рисования, чтобы сообщить графическому конвейеру OpenGL ES, как рисовать эти вершины. Вот код этой фигуры:

Котлин 

// 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)
                }
            }
}

Ява 

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);
    }
}

Этот пример дает вам представление о том, что нужно для создания более сложных фигур с помощью OpenGL. Обычно для рисования объектов используются коллекции треугольников. На следующем уроке вы научитесь рисовать эти фигуры на экране.