定义形状(Defining Shapes)

编写:jdneo - 原文:http://developer.android.com/training/graphics/opengl/shapes.html

在一个 OpenGL ES View 的上下文（Context）中定义形状，是创建你的杰作所需要的第一步。在了解关于 OpenGL ES 如何定义图形对象的基本知识之前，想通过 OpenGL ES 直接绘图可能会有些困难。

这节课将讲解 OpenGL ES 相对于 Android 设备屏幕的坐标系，定义形状和形状表面的基本知识，例如定义一个三角形和一个矩形。

定义一个三角形(Define a Triangle)

OpenGL ES 允许我们使用三维空间的坐标系来定义绘画对象。所以在我们能画三角形之前，必须先定义它的坐标。在 OpenGL 中，典型的办法是为坐标定义一个浮点型的顶点数组。为了高效起见，我们可以将坐标写入一个 ByteBuffer，它将会传入 OpenGl ES 的图形处理流程中：

  1. public class Triangle {
  3.     private FloatBuffer vertexBuffer;
  5.     // number of coordinates per vertex in this array
  6.     static final int COORDS_PER_VERTEX = 3;
  7.     static float triangleCoords[] = {   // in counterclockwise order:
  8.              0.0f,  0.622008459f, 0.0f, // top
  9.             -0.5f, -0.311004243f, 0.0f, // bottom left
  10.              0.5f, -0.311004243f, 0.0f  // bottom right
  11.     };
  13.     // Set color with red, green, blue and alpha (opacity) values
  14.     float color[] = { 0.63671875f, 0.76953125f, 0.22265625f, 1.0f };
  16.     public Triangle() {
  17.         // initialize vertex byte buffer for shape coordinates
  18.         ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(
  19.                 // (number of coordinate values * 4 bytes per float)
  20.                 triangleCoords.length * 4);
  21.         // use the device hardware's native byte order
  22.         bb.order(ByteOrder.nativeOrder());
  24.         // create a floating point buffer from the ByteBuffer
  25.         vertexBuffer = bb.asFloatBuffer();
  26.         // add the coordinates to the FloatBuffer
  27.         vertexBuffer.put(triangleCoords);
  28.         // set the buffer to read the first coordinate
  29.         vertexBuffer.position(0);
  30.     }
  31. }

默认情况下，OpenGL ES 会假定一个坐标系，在这个坐标系中，[0, 0, 0]（分别对应X轴坐标, Y轴坐标, Z轴坐标）对应的是 GLSurfaceView 的中心。[1, 1, 0]对应的是右上角，[-1, -1, 0]对应的则是左下角。如果想要看此坐标系的插图说明，可以阅读 OpenGL ES 开发手册。

注意到这个形状的坐标是以逆时针顺序定义的。绘制的顺序非常关键，因为它定义了哪一面是形状的正面（希望绘制的一面），以及背面（使用OpenGL ES的Cull Face功能可以让背面不要绘制）。更多关于该方面的信息，可以阅读OpenGL ES开发手册。

定义一个矩形(Define a Square)

在 OpenGL 中定义三角形非常简单，那么你是否想要来点更复杂的呢？比如，定义一个矩形？有很多方法可以用来定义矩形，不过在 OpenGL ES 中最典型的办法是使用两个三角形拼接在一起：

ccw-square

再一次地，我们需要逆时针地为三角形顶点定义坐标来表现这个图形，并将值放入一个ByteBuffer中。为了避免由两个三角形重合的那条边的顶点被重复定义，可以使用一个绘制列表来告诉OpenGL ES图形处理流程应该如何画这些顶点。下面是代码样例：

  1. public class Square {
  3.     private FloatBuffer vertexBuffer;
  4.     private ShortBuffer drawListBuffer;
  6.     // number of coordinates per vertex in this array
  7.     static final int COORDS_PER_VERTEX = 3;
  8.     static float squareCoords[] = {
  9.             -0.5f,  0.5f, 0.0f,   // top left
  10.             -0.5f, -0.5f, 0.0f,   // bottom left
  11.              0.5f, -0.5f, 0.0f,   // bottom right
  12.              0.5f,  0.5f, 0.0f }; // top right
  14.     private short drawOrder[] = { 0, 1, 2, 0, 2, 3 }; // order to draw vertices
  16.     public Square() {
  17.         // initialize vertex byte buffer for shape coordinates
  18.         ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(
  19.         // (# of coordinate values * 4 bytes per float)
  20.                 squareCoords.length * 4);
  21.         bb.order(ByteOrder.nativeOrder());
  22.         vertexBuffer = bb.asFloatBuffer();
  23.         vertexBuffer.put(squareCoords);
  24.         vertexBuffer.position(0);
  26.         // initialize byte buffer for the draw list
  27.         ByteBuffer dlb = ByteBuffer.allocateDirect(
  28.         // (# of coordinate values * 2 bytes per short)
  29.                 drawOrder.length * 2);
  30.         dlb.order(ByteOrder.nativeOrder());
  31.         drawListBuffer = dlb.asShortBuffer();
  32.         drawListBuffer.put(drawOrder);
  33.         drawListBuffer.position(0);
  34.     }
  35. }

该样例可以看作是一个如何使用 OpenGL 创建复杂图形的启发，通常来说，我们需要使用三角形的集合来绘制对象。在下一节课中，我们将学习如何在屏幕上画这些形状。