使用OpenGL进行安卓游戏开发

近年来，移动游戏市场愈发繁荣，越来越多的开发者开始涉足安卓游戏开发领域。而作为一种强大的图形库，OpenGL的使用在安卓游戏开发中变得愈发重要和普遍。本篇博客将介绍如何使用OpenGL进行安卓游戏开发，并展示一些有趣且简单的示例。

OpenGL简介

OpenGL（Open Graphics Library）是一种跨平台的图形渲染API，广泛应用于游戏开发、计算机辅助设计等领域。OpenGL提供了丰富的函数库，可以用来绘制三维和二维图形，以及进行复杂的图形计算。在安卓游戏开发中，OpenGL可以提供高性能的图形渲染，并且与硬件平台无关，具有良好的兼容性。

准备工作

在开始之前，我们需要准备一些工具和资源：

安装Android Studio：Android Studio是一种功能强大的集成开发环境（IDE），可以用来编写和调试安卓应用程序。
下载NDK（Native Development Kit）：NDK是用于在安卓应用中使用本地代码（C/C++）的工具集。
获取OpenGL ES：OpenGL ES是OpenGL的简化版本，专门用于移动平台。在安卓中，我们主要使用的是OpenGL ES 2.0，可以从官方网站下载对应的代码库和文档。

创建项目

使用Android Studio创建一个新的安卓项目，并确保勾选了C++ Support选项。这样，在项目中就会自动生成一些与本地代码相关的文件和配置。

集成OpenGL ES

在安卓项目中，要使用OpenGL ES，需要进行以下几个步骤：

将OpenGL ES库文件添加到项目中：将下载的OpenGL ES库文件复制到项目的jniLibs目录中。可以在项目的app目录下创建一个名为jniLibs的文件夹，然后将库文件复制到该文件夹中。
配置CMakeLists.txt文件：在项目的app目录下找到CMakeLists.txt文件，并添加以下内容：

// CMakeLists.txt
...
# 配置OpenGL ES库路径
set(OPENGLES2_LIB_DIR ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/src/main/jniLibs/${ANDROID_ABI})
add_library(gles2 SHARED IMPORTED)
set_target_properties(gles2 PROPERTIES IMPORTED_LOCATION ${OPENGLES2_LIB_DIR}/libGLESv2.so)

# 链接OpenGL ES库
target_link_libraries(
        native-lib
        gles2
        android
        log
)
...

OpenGL ES示例

下面我们将编写一个简单的OpenGL ES示例，用于绘制一个彩色的三角形。在MainActivity的onCreate方法中，创建一个GLSurfaceView并设置Renderer：

// MainActivity.java
...
public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private GLSurfaceView mGLView;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);

        // 创建GLSurfaceView
        mGLView = new MyGLSurfaceView(this);
        setContentView(mGLView);
    }

    ...

    // GLSurfaceView的Renderer
    class MyGLRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {

        public void onSurfaceCreated(GL10 unused, EGLConfig config) {
            // 设置清屏颜色为黑色
            GLES20.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
        }

        public void onSurfaceChanged(GL10 unused, int width, int height) {
            GLES20.glViewport(0, 0, width, height);
        }

        public void onDrawFrame(GL10 unused) {
            // 清屏
            GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);

            // 绘制彩色三角形
            // ...
        }
    }
}
...

然后，在MyGLSurfaceView类中初始化OpenGL ES，并将Renderer设置为当前的渲染器：

// MainActivity.java
...
class MyGLSurfaceView extends GLSurfaceView {

    private final MyGLRenderer mRenderer;

    public MyGLSurfaceView(Context context) {
        super(context);

        // 创建OpenGL ES 2.0上下文
        setEGLContextClientVersion(2);

        // 初始化Renderer
        mRenderer = new MyGLRenderer();
        setRenderer(mRenderer);
    }
}
...

最后，我们在Renderer的onDrawFrame方法中绘制一个彩色的三角形：

// MainActivity.java
...
public void onDrawFrame(GL10 unused) {
    // 清屏
    GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);

    // 定义顶点坐标数组
    float[] triangleVertices = {
            0.0f, 1.0f, 0.0f,   // 顶点0坐标
            -1.0f, -1.0f, 0.0f, // 顶点1坐标
            1.0f, -1.0f, 0.0f   // 顶点2坐标
    };

    // 定义颜色数组
    float[] triangleColors = {
            1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, // 顶点0颜色（红）
            0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, // 顶点1颜色（绿）
            0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f  // 顶点2颜色（蓝）
    };

    // 加载顶点坐标
    FloatBuffer vertexBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(triangleVertices.length * 4)
            .order(ByteOrder.nativeOrder()).asFloatBuffer();
    vertexBuffer.put(triangleVertices).position(0);

    // 加载颜色
    FloatBuffer colorBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(triangleColors.length * 4)
            .order(ByteOrder.nativeOrder()).asFloatBuffer();
    colorBuffer.put(triangleColors).position(0);

    // 设置顶点坐标和颜色属性
    int positionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "vPosition");
    GLES20.glEnableVertexAttribArray(positionHandle);
    GLES20.glVertexAttribPointer(positionHandle, COORDS_PER_VERTEX, GLES20.GL_FLOAT, false, vertexStride, vertexBuffer);

    int colorHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "vColor");
    GLES20.glEnableVertexAttribArray(colorHandle);
    GLES20.glVertexAttribPointer(colorHandle, COLORS_PER_VERTEX, GLES20.GL_FLOAT, false, colorStride, colorBuffer);

    // 绘制三角形
    GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vertexCount);

    // 禁用顶点坐标和颜色属性
    GLES20.glDisableVertexAttribArray(positionHandle);
    GLES20.glDisableVertexAttribArray(colorHandle);
}
...

这样，我们就完成了一个简单的使用OpenGL ES绘制彩色三角形的安卓游戏示例。通过运行应用程序，我们可以在模拟器或真机上看到一个彩色的三角形。

总结

本篇博客介绍了如何使用OpenGL进行安卓游戏开发，以及如何通过一个简单的示例演示OpenGL ES的基本用法。使用OpenGL ES，我们可以实现高性能的图形渲染，并创建令人惊叹的游戏效果。希望这篇博客能对正在学习安卓游戏开发的开发者有所帮助。

本文来自极简博客，作者：绮丽花开，转载请注明原文链接：使用OpenGL进行安卓游戏开发