OpenGL 是跨平台的、专业的图形编程接口,而接口的实现是由厂商来完成的。
而当我们使用这组接口完成绘制之后,要把结果显示在屏幕上,就要用到 EGL
来完成这个转换工作。
EGL 是 OpenGL ES 渲染 API 和本地窗口系统(native platform window system)之间的一个中间接口层,它也主要由厂商来实现。EGL 提供了如下机制:
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与设备的原生窗口系统通信
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查询绘图表面的可用类型和配置
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创建绘图表面
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在 OpenGL ES 和其他图形渲染 API 之间同步渲染
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管理纹理贴图等渲染资源
为了让 OpenGL ES 能够绘制在当前设备上,我们需要 EGL 作为 OpenGL ES 与设备的桥梁。
我们可以直接用 GLSurfaceView 来进行 OpenGL 的渲染,就是因为在 GLSurfaceView 的内部已经完成了对 EGL 的使用封装,当然我们也可以封装自己的 EGL 环境。
EGL 使用实践
EGL 的使用要遵循一些固定的步骤,按照这些步骤去配置、创建、渲染、释放。
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创建与本地窗口系统的连接
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调用 eglGetDisplay 方法得到 EGLDisplay
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初始化 EGL 方法
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调用 eglInitialize 方法初始化
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确定渲染表面的配置信息
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调用 eglChooseConfig 方法得到 EGLConfig
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创建渲染上下文
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通过 EGLDisplay 和 EGLConfig ,调用 eglCreateContext 方法创建渲染上下文,得到 EGLContext
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创建渲染表面
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通过 EGLDisplay 和 EGLConfig ,调用 eglCreateWindowSurface 方法创建渲染表面,得到 EGLSurface
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绑定上下文
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通过 eglMakeCurrent 方法将 EGLSurface、EGLContext、EGLDisplay 三者绑定,接下来就可以使用 OpenGL 进行绘制了。
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交换缓冲
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当用 OpenGL 绘制结束后,使用 eglSwapBuffers 方法交换前后缓冲,将绘制内容显示到屏幕上
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释放 EGL 环境
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绘制结束,不再需要使用 EGL 时,取消 eglMakeCurrent 的绑定,销毁 EGLDisplay、EGLSurface、EGLContext。
如果对 EGLDisplay、EGLSurface 、EGLContext 这些抽象概念傻傻分不清楚,可以参考这幅图:
其中:
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Display(EGLDisplay) 是对实际显示设备的抽象
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Surface(EGLSurface)是对用来存储图像的内存区域
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FrameBuffer 的抽象,包括 Color Buffer, Stencil Buffer ,Depth Buffer
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Context (EGLContext) 存储 OpenGL ES绘图的一些状态信息
使用 EGL 的具体步骤如下:
创建与本地窗口系统的连接
通过 eglGetDisplay
方法创建与本地窗口系统的连接,返回的是 EGLDisplay
类型对象,可以把它抽象理解成设备的显示屏幕。
1 private EGLDisplay mEGLDisplay = EGL14.EGL_NO_DISPLAY;2 // 创建与本地窗口系统的连接3 mEGLDisplay = EGL14.eglGetDisplay(EGL14.EGL_DEFAULT_DISPLAY);4 // 如果创建之后还是 EGL_NO_DISPLAY ,表示创建失败5 if (mEGLDisplay == EGL14.EGL_NO_DISPLAY) {6 // failed7 }
这一步就可以看成是选择显示设备,一般都是选择默认的显示设备,也就是手机屏幕。
初始化 EGL
创建 EGLDisplay
对象之后,要将它进行初始化。
1 // EGL 的主版本号2 private int[] mMajorVersion = new int[1];3 // EGL 的次版本号4 private int[] mMinorVersion = new int[1];5 boolean result = EGL14.eglInitialize(mEGLDisplay, mMajorVersion, 0, mMajorVersion, 0);6 if (!result) {7 // failed8 }
初始化的时候可以获得 EGL 的主版本号与次版本号。
确定可用的渲染表面(Surface)配置
把 Surface 看成是一个渲染表面,渲染表面包含一些配置信息,也就是 EGLConfig
属性:
比如:
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EGL_RED_SIZE:颜色缓冲区中红色用几位来表示
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EGL_BLUE_SIZE:颜色缓冲区中蓝色用几位来表示
更多的 EGLConfig 属性参考这里:
https://www.jianshu.com/p/9db986365cda。
有两种方式用来确定可用的渲染表面配置。
通过 eglGetConfigs
的方法获取底层窗口系统支持的所有 EGL 渲染表面配置,再用 eglGetConfigAttrib
查询每个 EGLConfig
的信息。
1 public static native boolean eglGetConfigs( 2 EGLDisplay dpy, 3 EGLConfig[] configs, 4 int configsOffset, 5 int config_size, 6 int[] num_config, 7 int num_configOffset 8 ); 910 public static native boolean eglGetConfigAttrib(11 EGLDisplay dpy,12 EGLConfig config,13 int attribute,14 int[] value,15 int offset16 );
另一种是创建好渲染表面配置列表,通过 eglChooseConfig
的方法,找到符合要求的 EGLConfig 配置。
1 public static native boolean eglChooseConfig( 2 EGLDisplay dpy, 3 int[] attrib_list, 4 int attrib_listOffset, 5 EGLConfig[] configs, 6 int configsOffset, 7 int config_size, 8 int[] num_config, 9 int num_configOffset10 );
第二种方法相对于第一种来说,不用再查询每一个 EGLConfig 属性了。
具体使用如下:
1 // 定义 EGLConfig 属性配置 2 private static final int[] EGL_CONFIG = { 3 EGL14.EGL_RED_SIZE, CFG_RED_SIZE, 4 EGL14.EGL_GREEN_SIZE, CFG_GREEN_SIZE, 5 EGL14.EGL_BLUE_SIZE, CFG_BLUE_SIZE, 6 EGL14.EGL_ALPHA_SIZE, CFG_ALPHA_SIZE, 7 EGL14.EGL_DEPTH_SIZE, CFG_DEPTH_SIZE, 8 EGL14.EGL_STENCIL_SIZE, CFG_STENCIL_SIZE, 9 EGL14.EGL_RENDERABLE_TYPE, EGL14.EGL_OPENGL_ES2_BIT,10 EGL14.EGL_NONE,11 };
首先定义 EGLConfig 属性配置数组,定义红、绿、蓝、透明度、深度、模板缓冲的位数,最后要以 EGL14.EGL_NONE
结尾。
1 // 所有符合配置的 EGLConfig 个数 2 int[] numConfigs = new int[1]; 3 // 所有符合配置的 EGLConfig 4 EGLConfig[] configs = new EGLConfig[1]; 5 6 // configs 参数为 null,会在 numConfigs 中输出所有满足 EGL_CONFIG 条件的 config 个数 7 EGL14.eglChooseConfig(mEGLDisplay, EGL_CONFIG, 0, null, 0, 0, numConfigs, 0); 8 // 得到满足条件的个数 9 int num = numConfigs[0];10 if (num != 0) {11 // 会获取所有满足 EGL_CONFIG 的 config12 EGL14.eglChooseConfig(mEGLDisplay, EGL_CONFIG, 0, configs, 0, configs.length, numConfigs, 0);13 // 去第一个14 mEGLConfig = configs[0];15 }
首先通过给 eglChooseConfig 相应参数设置为 null,找到符合条件的 EGLConfig 个数,如果不为空,则再一次调用,取第一个,就是想要的 EGLConfig
配置。
创建渲染上下文
有了 EGLDisplay
和 EGLConfig
对象,就可以创建 渲染表面 EGLSurface
和 渲染上下文 EGLContext
。
在创建渲染上下文时,同样要创建属性信息,主要是指定 OpenGL 使用版本。
1 private static final int[] EGL_ATTRIBUTE = {2 EGL14.EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION, 2,3 EGL14.EGL_NONE,4 };
同样,还是以 EGL14.EGL_NONE 结尾。
1 private EGLContext mEGLContext = EGL14.EGL_NO_CONTEXT;2 // 创建上下文3 mEGLContext = EGL14.eglCreateContext(mEGLDisplay, mEGLConfig, EGL14.EGL_NO_CONTEXT, EGL_ATTRIBUTE, 0);4 if (mEGLContext == EGL14.EGL_NO_CONTEXT) {5 // failed6 }
创建渲染表面
EGL 提供了两种方式创建渲染表面,一种是可见的,渲染到屏幕上,一种是不可见的,也就离屏的。
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eglCreatePbufferSurface:创建离屏的渲染表面
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eglCreateWindowSurface:创建渲染到屏幕的渲染表面
无论使用哪种创建方式,也都需要创建配置信息。
1 // 创建渲染表面的配置信息2 private static final int[] EGL_SURFACE = {3 EGL14.EGL_NONE,4 };5 private EGLSurface mEGLSurface = EGL14.EGL_NO_SURFACE;6 // surface 参数是有 SurfaceView.getHolder 传递过来的7 mEGLSurface = EGL14.eglCreateWindowSurface(mEGLDisplay, mEGLConfig, surface, EGL_SURFACE, 0);
对于渲染到屏幕上的创建,配置信息可以不添加什么,但还是要以 EGL14.EGL_NONE
结尾。
而对于离屏的渲染表面创建,就还需要提供宽、高等信息,但是却不需要提供 surface
的参数了。
1 // 使用 eglCreatePbufferSurface 就需要指定宽和高2 int[] EGL_SURFACE = {3 EGL10.EGL_WIDTH, w,4 EGL10.EGL_HEIGHT, h,5 EGL10.EGL_NONE,6 };7 mEGLSurface = mEGL.eglCreatePbufferSurface(mEGLDisplay, mEGLConfig, EGL_SURFACE,0);
绑定上下文
当有了 EGLDisplay
、 EGLSurface
、EGLContext
对象之后,就可以为 EGLContext
绑定上下文了。
1 EGL14.eglMakeCurrent(mEGLDisplay, mEGLSurface, mEGLSurface, mEGLContext);
当绑定上下文之后,就可以执行具体的绘制操作了,调用 OpenGL 相关的方法绘制图形。
交换缓冲,进行显示
当绘制结束之后,就该把绘制结果显示在屏幕上了。
1 EGL14.eglSwapBuffers(mEGLDisplay, mEGLSurface);
通过 eglSwapBuffers
方法,将后台绘制的缓冲显示到前台。
释放操作
当绘制结束时,要进行相应的释放操作。
1 EGL14.eglMakeCurrent(mEGLDisplay, EGL14.EGL_NO_SURFACE, EGL14.EGL_NO_SURFACE, EGL14.EGL_NO_CONTEXT);2 EGL14.eglDestroyContext(mEGLDisplay, mEGLContext);3 EGL14.eglDestroySurface(mEGLDisplay, mEGLSurface);4 EGL14.eglReleaseThread();5 EGL14.eglTerminate(mEGLDisplay);67 mEGLContext = EGL14.EGL_NO_CONTEXT;8 mEGLDisplay = EGL14.EGL_NO_DISPLAY;9 mEGLConfig = null;
相当于就是把前面操作的 EGL 相关对象都释放掉。
当完成这样的一个流程之后,就基本上掌握了 EGL 的大部分使用。
EGL 操作的很多流程都是固定的,可以把它们再单独做一层封装,这里可以参考 grafika 的封装。
文章中具体代码部分,可以参考我的 Github 项目,欢迎 Star 。
https://github.com/glumes/AndroidOpenGLTutorial
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