Android平臺下OpenGL初步
轉自網上，網上沒找到出處，只看到一些論壇中有這篇文章，組織的有點混亂，這篇文章感覺講的挺好的。
本文只關注於如何一步步實現在Android平臺下運用OpenGl。
1、GLSurfaceView
GLSurfaceView是Android應用程式中實現OpenGl畫圖的重要組成部分。GLSurfaceView中封裝了一個Surface。而android平臺下關於影象的現實，差不多都是由Surface來實現的。
2、Renderer
有了GLSurfaceView之後，就相當於我們有了畫圖的紙。現在我們所需要做的就是如何在這張紙上畫圖。所以我們需要一支筆。
Renderer是GLSurfaceView的內部靜態介面，它就相當於在此GLSurfaceView上作畫的筆。我們通過實現這個介面來“作畫”。最後通過GLSurfaceView的setRenderer(GLSurfaceView.Renderer renderer)方法，就可以將紙筆關聯起來了。
實現Renderer需要實現它的三個介面：onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config)、 onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height)、onDrawFrame(GL10 gl)。下面就這三個介面的具體意義做個簡單的介紹。
2.1、onSurfaceCreated
此方法看名字就知道它是在Surface建立的時候被呼叫的。因此我們可以在這個函式的實現中做一些初始化的工作。例如取出文房四寶、鋪好畫布、調好顏料之類的。它的函式原
型如下：
public abstract void onSurfaceCreated (GL10 gl, EGLConfig config)
第二個引數在文件中沒有關於它的任何public方法和域。因此我們可以不用管它。
第一個引數非常重要。如果說Renderer是畫筆的話，那麼這個gl引數，就可以說是我們的手了。如何操作這支畫筆，都是它說了算！所以我們絕大部分時候都是通過這個叫做gl的手來指揮Renderer畫圖的。
2.2 onSurfaceChanged
當GLSurfaceView大小改變時，對應的Surface大小也會改變。值得注意的是，在Surface剛建立的時候，它的size其實是0，也就是說在畫第一次圖之前它也會被呼叫一次的。（而且對於很多時候，Surface的大小是不會改變的，那麼此函式就只在建立之初被呼叫一次而已）
原型如下：
public abstract void onSurfaceChanged (GL10 gl, int width, int height)
同樣的，畫圖的手是必需的。
另外值得注意的是，它告訴了我們這張紙有多高多寬。這點很重要。因為在onSurfaceCreated的時候我們是不知道紙的寬高的，所以有一些和長寬相關的初始化工作還得在此函式中來做。
2.3 onDrawFrame
好了，我們的初始化工作做得差不多了，那麼現在就是該真刀真槍畫畫的時候了！此函式就是真正給你畫畫用的。每呼叫一次就畫一幅圖。可能的疑問是這個函式什麼時候會被調
用呢？最開始的時候肯定是會被呼叫的。以後會有兩種模式供你選擇：
- RENDERMODE_CONTINUOUSLY
- RENDERMODE_WHEN_DIRTY
第一種模式（RENDERMODE_CONTINUOUSLY）：
連續不斷的刷，畫完一幅圖馬上又畫下一幅。這種模式很明顯是用來畫動畫的；
第二種模式（RENDERMODE_WHEN_DIRTY）：
只有在需要重畫的時候才畫下一幅。這種模式就比較節約CPU和GPU一些，適合用來畫不經常需要重新整理的情況。多說一句，系統如何知道需要重畫了呢？當然是你要告訴它……
呼叫GLSurfaceView的requestRender ()方法，告訴它，你髒了。
這兩種模式在什麼地方設定呢? GLSurfaceView的setRenderMode(int renderMode)方法。可以供你設定你需要的重新整理模式。
還是來看看這個函式的原型吧： public abstract void onDrawFrame (GL10 gl) 很簡單，只有手。
3、 Android下OpenGL繪圖基本流程：
我們從畫一個三角形開始說起：
3.1 MyRender
經過前面的介紹，我們應該知道現在需要做的事，就是寫好Renderer的三個介面方法。
我們需要重新寫一個類實現它，然後重寫這三個方法。
class MyRender implements GLSurfaceView.Renderer
OK，筆已經拿好了。“鋪好紙”是非常關鍵的一步。雖然我們說GLSurfaceView就是我們作圖的紙，但是“鋪”好這張紙，卻也非常的重要。
下面我們重點講下，這紙該怎麼鋪。OpenGL這張紙可不是一般的紙啊。最起碼，它是三維的。然而實際的顯示螢幕卻是一個平面。所以這紙還不好“鋪”。
首先，不一定整張紙都用來作畫吧，Surface不一定全部都用上（當然，一般情況下我們是全部用上的）。那麼我們需要計劃好，哪部分割槽域用來作畫。
gl.glViewport(0, 0, width, height);
根據這裡的引數width和height，我們可以知道這個寬高需要在onSurfaceChanged裡得知。
然後，這一步很關鍵。如何在平面上畫三維座標的點或圖形呢？OpenGL有一個座標系，如下圖：
我們需要將這個座標系和我們的GLSurfaceView裡的Surface做一個對映關係。
glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
gl.glLoadIdentity();
gl.glFrustumf(-400, 400, -240, 240, 0.3f, 100);
glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION); 是說我們現在改變的是座標系與Surface的對映關係（投影矩陣）。
下一句 gl.glLoadIdentity(); 是將以前的改變都清掉（之前對投影矩陣的任何改變）。
glFrustumf (float left, float right, float bottom, float top, float zNear, float zFar) 這個函式非常Powerful。它實現了Surface和座標系之間的對映關係。它是以透視投影的方式來進行對映的。
透視投影的意思見下圖：
對映說明：
1、 前面一個矩形表示的是我們平面作圖的範圍。即Surface的作圖範圍。它有四條邊，
我們將它們暫時命名edgeLeft、edgeRight、edgeTop、edgeBottom。
2、 glFrustumf 引數中的left、right、bottom、top指的是作圖範圍的四條edge在OpenGL x = -400的位置。同理top、right、bottom的值表示的是edgeRight、edgeTop、edgeBottom這幾條邊在座標系中的位置。
3、上面第二點定出了作圖範圍的x和y的範圍。那麼對於3D的OpenGL這張紙來說，我們還需要定出z的範圍。首先，要想象一下，相機或者眼睛在座標系的哪個位置？
預設的眼睛的位置在OpenGL座標的原點處(0,0,0)。視線方向是平行於Z軸往裡看。
near表示的是眼睛到作圖平面的距離(絕對值哦！)，far表示眼睛到最遠可見處的平面範圍。於是，預設情況下z的作圖範圍就是在-near到-far的位置。
4、好了，我們已經確定好x、y、z方向的作圖範圍了。回過頭來，就可以發現，這張“立體”的紙，是一個方椎體切去頭部的平截頭體。我們所畫的物體座標落在這個區域範圍內的部分將可以被我們看到（即在螢幕裡畫出來）。OK，至此，我們把紙終於鋪好了。
glMatrixMode函式的選項(引數)有後面三種：GL_PROJECTION，GL_MODELVIEW和GL_TEXTURE；
- GL_PROJECTION，是投影的意思，就是要對投影相關進行操作，也就是把物體投影到一個平面上，就像我們照相一樣，把3維物體投到2維的平面上。這樣，接下來的語句可以是跟透視相關的函式，比如glFrustum()或gluPerspective()；
- GL_MODELVIEW，是對模型視景的操作，接下來的語句描繪一個以模型為基礎的適應，這樣來設定引數，接下來用到的就是像gluLookAt()這樣的函式；
- GL_TEXTURE，就是對紋理相關進行操作；
順便說下，OpenGL裡面的操作，很多是基於對矩陣的操作的，比如位移，旋轉，縮放，所以，
這裡其實說的規範一點就是glMatrixMode是用來指定哪一個矩陣是當前矩陣，而它的引數代表要操作的目標：
- GL_PROJECTION是對投影矩陣操作；
- GL_MODELVIEW是對模型視景矩陣操作；
- GL_TEXTURE是對紋理矩陣進行隨後的操作；
3.2 畫圖之前先構圖
Android 的 OpenGL 作圖，不同於一般的作圖，這點我們不得不感慨。它將資料和畫完全分開來。例如，我們要畫一個三角形。很顯然，三角形有三個點。我們在畫圖之前首先要構圖，比如每個點在哪個地方。我們將這些資料放在一個一個數組緩衝區中，放好這些資料之後，再統一一起畫出來。
下面，主要講下，如何將頂點資料和顏色資料放入符合 Android OpenGL 的陣列緩衝區中。
首先我們要明白的是，OpenGL 是一個非常底層的畫圖介面，它所使用的緩衝區儲存結構是和我們的 java 程式中不相同的。Java 是大端位元組序(BigEdian)，而 OpenGL 所需要的資料是小端位元組序(LittleEdian)。所以，我們在將 Java 的緩衝區轉化為 OpenGL 可用的緩衝區時需要作一些工作。
byte 資料緩衝區
不管我們的資料是整型的還是浮點型的，為了完成 BigEdian 到 LittleEdian 的轉換，我們都首先需要一個 ByteBuffer。我們通過它來得到一個可以改變位元組序的緩衝區。
ByteBuffer mBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(pointCount*dimension*4);
mBuffer.order(ByteOrder.nativeOrder());
注意，我們應該用“allocateDirect”來分配記憶體空間，因為這樣才可以 order 排序。最後我們就可以通過：
resultBuffer = mBuffer.asFloatBuffer();
resultBuffer = mBuffer.asIntBuffer();
將位元組緩衝區轉化為整型或者浮點型緩衝區了。
3.3 終於畫圖了！
有了前面所有的準備工作之後，有一個好訊息可以告訴你，我們終於可以畫圖了！而且，有了前面這麼多工作，真正畫圖的工作其實比較簡單。
3.3.1、清理好你的紙
前面我們說過了，在畫圖之前，一定要把紙給清理乾淨嘍：
gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
另外，之前我們在對映座標系的時候，用了glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);來指定改變的是投影矩陣。那麼現在要畫圖了，所以我們需要指定改變的是“檢視矩陣”：
gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
gl.glLoadIdentity();
3.3.2、啟用陣列
我們的前面說過，畫圖的資料都放在陣列緩衝區裡，最後再一起傳過來作畫。那麼我們首先要告訴 OpenGL，我們需要用到哪些陣列。例如我們需要頂點陣列和顏色陣列：
gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
gl.glEnableClientState(GL10.GL_COLOR_ARRAY);
3.3.3、指定陣列資料
我們前面已經構造好了我們的資料緩衝區，floatBuffer（或 IntBuffer）。現在我們只需要將這個資料緩衝區和對應的功能繫結起來就好了：
gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, VertexBuffer);
gl.glColorPointer(4, GL10.GL_FLOAT, 0, colorBuffer);
這兩句話分別綁定了頂點資料陣列和顏色資料陣列。其中第一個引數表示的是每個點有幾個座標。例如頂點，有 x、y、z值，所以是 3；而顏色是 r、g、b、a 值，所以是 4。
3.3.4、畫圖！
gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLES, 0, 3);
第一個引數指明瞭畫圖的型別——三角形（android 似乎只支援畫三角形、點、線，不支援畫多邊形）。後面兩個引數指明，從哪個頂點開始畫，畫多少個頂點。
OK！至此，我們的第一個三角形就畫出來了，來看看效果吧。
