Android中OpenGL ES版本

可使用的包(使用GLSurfaceView和GLSurfaceView.Renderer绘制)

包javax.microedition.khronos.opengles

- 提供OpenGL ES 1.0/1.1标准实现
- 可使用的API类包括：GL10,GL10Ext,GL11,GL11Ext和GL11ExtensionPack

包android.opengl

- 提供一套静态函数接口，包括OpenGL ES 1.0/1.1和2.0,其性能优于javax.microedition.khronos.opengles
- 支持OpenGL ES 1.0/1.1的类包括：GLES10、 GLES10Ext、 GLES11和GLES10Ext
- 支持OpenGL ES 2.0的API类是：android.opengl.GLES20(自Android 2.2开始)

版本选择

性能：通常,OpenGL ES 2.0能比ES 1.0/1.1提供较快的性能。但是，这最终依赖于Android设备，不同的设备平台OpenGL的实现不同。
设备兼容性：开发者开发的应用程序需要考虑Android设备类型，不同的Android版本对OpenGL版本支持不同，如OpenGL ES 2.0自Android 2.2才开始支持。
编码便利性：OpenGL ES 1.0/1.1 API编程较为方便，2.0版本相对复杂些。
图形控制：通过使用shaders，OpenGL ES 2.0对图形绘制能提供较多的控制，可以创建更好的效果，在1.0/1.1版本上则很难达到
上面是谷歌的建议，但是对于现在肯定选择2.0

EGL

前言

EGL是本地平台和OpenGL ES之间的抽象层，其完成了本地相关的环境初始化和上下文控制工作，以保证OpenGL ES的平台无关性。主要包含如下工作：

选择显示设备
选择像素格式。
选择某些特性，比如如果你打算画中国水墨画，你需要额外指定宣纸和毛笔。
申请显存。
创建上下文（Context），上下文本质上是一组状态的集合，描述了在某个特定时刻系统的状态，用于处理暂停、恢复、销毁、重建等情况；
指定当前的环境为绘制环境。

总体流程上，EGL按顺序分为若干步骤：

选择显示设备display，即上述的a.
指定特性，包括上述的像素格式(b)和特定特性(c)，根据指定的特性来获取多个满足这些特性的config
(比如你指定RGB中的R为5bits，那么可能会有RGB_565和RGB_555两种像素格式均满足此特性),
用户从这些可用的configs中选择一个，根据display和config获取绘制用的buffer(一般为显存).
使用display、config、buffer来创建context，及即上述的e.
使用display、buffer、context 设置当前的渲染环境，即上述的f.

选择显示设备及确认EGL版本

EGL有1.0、1.1、1.2、1.3、1.4这几个版本，Android中使用的是1.4，EGL提供了查询版本的API，以下为Android中例子：

EGL10 egl = (EGL10) EGLContext.getEGL();
EGLDisplay display = egl.eglGetDisplay(EGL10.EGL_DEFAULT_DISPLAY); //获取显示设备

// Init
int[] version = new int[2];
egl.eglInitialize(display, version); //version中存放EGL 版本号，int[0]为主版本号，int[1]为子版本号

String vendor = egl.eglQueryString(display, EGL10.EGL_VENDOR);
WLog.d("egl vendor: " + vendor); // 打印此版本EGL的实现厂商

String version = egl.eglQueryString(display, EGL10.EGL_VERSION);
WLog.d("egl version: " + version);// 打印EGL版本号

String extension = egl.eglQueryString(display, EGL10.EGL_EXTENSIONS);
WLog.d("egl extension: " + extension); //打印支持的EGL扩展

说明:

虽然Android使用（实现）的是EGL 1.4（从打印的版本号中可见）, 但在Android 4.2（API 17)以前的版本没
有EGL14，只有EGL10和EGL11，而这两个版本是不支持OpengGL ES 2.x的，因此在老版本中某些ES 2.x相关的常
量参数只能用手写的硬编码代替，典型的如设定EGL渲染类型API的参数EGL10.EGL_RENDERABLE_TYPE，这个属性
用不同的赋值指定的不同的渲染API，包括OpenGL，OpenGL ES 1.x, OpenGL ES 2.x，OpenVG等，
如果采用ES 2.0，应该设置此值为： EGL14.EGL_OPENGL_ES2_BIT，但是在Android 4.2之前，没有EGL14接口.
只能采取手写的硬编码来指定，类似： EGL_RENDERABLE_TYPE = 4;
EGL10.EGL_DEFAULT_DISPLAY 默认对应手机主屏幕。

指定(buffer)特性，获取config

1.构造需要的特性列表

int[] attributes = new int[] { 
        EGL10.EGL_RED_SIZE, 8,  //指定RGB中的R大小（bits）
        EGL10.EGL_GREEN_SIZE, 8, //指定G大小
        EGL10.EGL_BLUE_SIZE, 8,  //指定B大小
        EGL10.EGL_ALPHA_SIZE, 8, //指定Alpha大小，以上四项实际上指定了像素格式
        EGL10.EGL_DEPTH_SIZE, 16, //指定深度缓存(Z Buffer)大小
        EGL10.EGL_RENDERABLE_TYPE, 4, //指定渲染api类别, 如上一小节描述，这里或者是硬编码的4，或者是EGL14.EGL_OPENGL_ES2_BIT 
        EGL10.EGL_NONE };  //总是以EGL10.EGL_NONE结尾

获取所有可用的configs，每个config都是EGL系统根据特定规则选择出来的最符合特性列表要求的一组特性。

EGLConfig config = null;
int[] configNum = new int[1];
//获取满足attributes的config个数。
egl.eglChooseConfig(display, attributes, null, 0, configNum);
int num = configNum[0];
if(num != 0){
    EGLConfig[] configs = new EGLConfig[num];
    //获取所有满足attributes的configs
    egl.eglChooseConfig(display, attributes, configs, num, configNum);
    config = configs[0]; //以某种规则选择一个config，这里使用了最简单的规则。      
}

说明:

display和attributes都来自之前的步骤。
eglChooseConfig(display, attributes, configs, num, configNum); 用于获取满足attributes的所有config,
参数1、2其意明显，参数3用于存放输出的configs，参数4指定最多输出多少个config，参数5由EGL系统写入,
表明满足attributes的config一共有多少个。如果使用eglChooseConfig(display, attributes, null, 0, configNum)
这种形式调用，则会在configNum中输出所有满足条件的config个数。
一般习惯是获取所有满足attributes的config个数，再据此分配存放config的数组，获取所有config，根据某种特定规则，从中选择其一。
API详细说明和所有可指定的attributes见这里：http://www.khronos.org/registry/egl/sdk/docs/man/xhtml/

打印config中的常用attributes:

 /**
  * 打印EGLConfig信息
  * 
  * @param egl
  * @param display
  * @param config
  *          : 指定的EGLConfig
  */
 public static void printEGLConfigAttribs(EGL10 egl, EGLDisplay display, EGLConfig config) {
   int value = findConfigAttrib(egl, display, config, EGL10.EGL_RED_SIZE, -1);
   WLog.d("eglconfig: EGL_RED_SIZE: " + value);

   value = findConfigAttrib(egl, display, config, EGL10.EGL_GREEN_SIZE, -1);
   WLog.d("eglconfig: EGL_GREEN_SIZE: " + value);

   value = findConfigAttrib(egl, display, config, EGL10.EGL_BLUE_SIZE, -1);
   WLog.d("eglconfig: EGL_BLUE_SIZE: " + value);

   value = findConfigAttrib(egl, display, config, EGL10.EGL_ALPHA_SIZE, -1);
   WLog.d("eglconfig: EGL_ALPHA_SIZE: " + value);

   value = findConfigAttrib(egl, display, config, EGL10.EGL_DEPTH_SIZE, -1);
   WLog.d("eglconfig: EGL_DEPTH_SIZE: " + value);

   value = findConfigAttrib(egl, display, config, EGL10.EGL_RENDERABLE_TYPE, -1);
   WLog.d("eglconfig: EGL_RENDERABL_TYPE: " + value);

   value = findConfigAttrib(egl, display, config, EGL10.EGL_SAMPLE_BUFFERS, -1);
   WLog.d("eglconfig: EGL_SAMPLE_BUFFERS: " + value);

   value = findConfigAttrib(egl, display, config, EGL10.EGL_SAMPLES, -1);
   WLog.d("eglconfig: EGL_SAMPLES: " + value);

   value = findConfigAttrib(egl, display, config, EGL10.EGL_STENCIL_SIZE, -1);
   WLog.d("eglconfig: EGL_STENCIL_SIZE: " + value);
 }


/**
  * 在指定EGLConfig中查找指定attrib的值，如果没有此属性，返回指定的默认值
  * 
  * @param egl
  * @param display
  * @param config
  *          : 指定的EGLConfig
  * @param attribute
  *          : 指定的attrib
  * @param defaultValue
  *          : 查找失败时返回的默认值
  * @return: 查找成功，返回查找值；查找失败，返回参数中指定的默认值
  */
 static public int findConfigAttrib(EGL10 egl, EGLDisplay display, EGLConfig config,
     int attribute, int defaultValue) {
   int[] val = new int[1];
   if (egl.eglGetConfigAttrib(display, config, attribute, val)) {
     return val[0];
   }
   return defaultValue;
 }

获取显存

EGLSurface surface = egl.eglCreateWindowSurface(display, config, surfaceHolder, null);

说明:

详细的参数说明
参数surfaceHolder是android.view.SurfaceHolder类型，负责对Android Surface的管理.
参数4用于描述WindowSurface类型，初始化方式如同前面小节的egl attributes, 其中一个attribute是
EGL_RENDER_BUFFER, 用于描述渲染buffer（所有的绘制在此buffer中进行）类别，取值为EGL_SINGLE_BUFFER
以及默认的EGL_BACK_BUFFER，前者属于单缓冲，绘制的同时用户即可见；后者属于双缓冲，前端缓冲用于显示,
OpenGL ES 在后端缓冲中进行绘制，绘制完毕后使用eglSwapBuffers()交换前后缓冲，用户即看到在后缓冲中的内容,
如此反复。其他attributes见官方文档。

创建context

int attrs[] = { 
       EGL14.EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION, 2, 
       EGL10.EGL_NONE, };
EGLContext context = egl.eglCreateContext(display, config, EGL10.EGL_NO_CONTEXT, attrs);

说明:
函数原型:EGLContext eglCreateContext(EGLDisplay display, EGLConfig config, EGLContext share_context, int[] attrib_list);
share_context: 是否有context共享，共享的contxt之间亦共享所有数据。EGL_NO_CONTEXT代表不共享;
attrib_list: 目前可用属性只有EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION, 1代表OpenGL ES 1.x, 2代表2.0,
同样在Android4.2之前，没有EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION这个属性，只能使用硬编码0x3098代替。

函数详细描述

设置为当前的渲染环境

1	egl.eglMakeCurrent(display, surface, surface, contxt);

参考文档

环境初始化完毕，开始使用OpenGL ES 2.0 API 进行绘制。

1
2
3

// 开始使用OpenGL ES 2.0 API 进行绘制。
GLES20.glClearColor(0, 0, 0, 1);
GLES20.clear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

关于SurfaceHolder

一般在Android中使用OpenGL ES，总是会从GLSurfaceView和Renderer开始，但是由上面描述的过程可知，
只需要提供一个合适的SurfaceHolder，就可以完成整个环境初始化，并进行绘制。GLSurfaceView和Renderer
事实上只是在本文描述的基础上封装了一些便利的功能，便于开发者开发，比如渲染同步、状态控制、主（渲染）循环等。