ćwiczenie 2z - Robert Arsoba

Zagadnienia uzupełniające programowanie
w systemie Android
dr inż. Robert Arsoba
Ćwiczenie 2
Najprostsza aplikacja graficzna OpenGL ES
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest praktyczne zapoznanie się z podstawowymi zasadami tworzenia
aplikacji wykorzystującej bibliotekę graficzną OpenGL ES. Demonstrowana jest
metodologia tworzenia i budowy aplikacji OpenGL, co pozwala wykształcić podstawowe
umiejętności użycia tej biblioteki do programowania grafiki. Omawiane jest wykorzystanie
powierzchni rysowania GLSurfaceView, definiowanie reprezentacji punktowej obiektu,
tworzenie buforów wierzchołków i indeksów oraz zestaw podstawowych operacji
dotyczących rysowania. Zakres ćwiczenia obejmuje definiowanie reprezentacji punktowej
trójkąta (podstawowy obiekt w grafice trójwymiarowej) i odrysowanie go na ekranie.
Przygotowanie się do ćwiczenia



Zapoznać się z wykładem „Grafika trójwymiarowa”.
 Zwrócić szczególną uwagę na opis reprezentacji obiektów trójwymiarowych.
 Przeanalizować opis tworzenia bufora wierzchołków i bufora indeksów.
 Zapoznać się z podstawowymi metodami API dotyczącymi rysowania.
Na podstawie dokumentacji Android SDK:
http://developer.android.com/reference/packages.html
zapoznać się w podstawowym zakresie z klasami GLSurfaceView i GL10ES.
Zapoznać się z przykładową aplikacją zamieszczoną w opisie ćwiczenia.
 Przeanalizować kod źródłowy aplikacji.
 Zwrócić uwagę na budowę klasy NaszRenderer.
 Przeanalizować definicję reprezentacji wierzchołkowej trójkąta.
 Zwrócić szczególną uwagę na metody dotyczące operacji rysowania
i ustawień parametrów rysowania (metody o nazwach z przedrostkiem gl).
Zadania do wykonania
1. Uruchomić przykładową aplikację opisaną w ćwiczeniu i przetestować jej działanie.
2. Zmodyfikować kod źródłowy przykładowej aplikacji w taki sposób, aby rysowana
była inna figura (np. prostokąt, trapez itp.). Zdefiniować w tym celu reprezentację
punktową figury (współrzędne wierzchołków) w metodzie definiuj_obiekt,
a następnie odrysować figurę w odpowiedni sposób metodą glDrawElements.
3. Przetestować różne tryby rysowania wybranej figury (POINTS, LINES, LINE_LOOP,
TRIANGLES). Do rysowania użyć metod glDrawArrays i glDrawElements.
4. Utworzyć prostą aplikację graficzną rysującą na ekranie 1000 trójkątów o losowo
ustalanych współrzędnych wierzchołków i losowo ustalanym kolorze wypełnienia.
Przeprowadzić pomiar szybkości rysowania trójkątów w emulatorze i w urządzeniu.
Materiały przygotowano w ramach projektu
„Inżynier pilnie poszukiwany”
Strona 1
Zagadnienia uzupełniające programowanie
w systemie Android
dr inż. Robert Arsoba
Przykładowa aplikacja – plik głównej aktywności OpenGLActivity.java
Należy zwrócić uwagę na włączone ustawienie GLSurfaceView.RENDERMODE_WHEN_DIRTY.
Powoduje ono, że w przypadku grafiki statycznej, zawartość powierzchni rysowania jest
odrysowywana tylko w razie konieczności (po zmianie zawartości powierzchni).
package org.przyklad;
import android.app.Activity;
import android.opengl.GLSurfaceView;
import android.os.Bundle;
public class OpenGLActivity extends Activity
{
private GLSurfaceView sv; // powierzchnia rysowania
/** Called when the activity is first created. */
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState)
{
super.onCreate(savedInstanceState);
sv = new GLSurfaceView(this);
sv.setRenderer(new NaszRenderer()); // ustalenie obiektu kontrolującego rysowanie (tzw. renderer)
// odrysowanie tylko w razie potrzeby (należy włączyć dla grafiki statycznej):
sv.setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_WHEN_DIRTY);
setContentView(sv); // zawartość widoku to powierzchnia rysowania
}
@Override
public void onPause()
{
super.onPause();
sv.onPause();
}
@Override
public void onResume()
{
super.onResume();
sv.onResume();
}
}
Przykładowa aplikacja – plik NaszRenderer.java
package org.przyklad;
import
import
import
import
import
import
import
import
java.nio.ByteBuffer;
java.nio.ByteOrder;
java.nio.FloatBuffer;
java.nio.ShortBuffer;
javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
javax.microedition.khronos.opengles.GL10;
android.opengl.GLSurfaceView;
android.opengl.GLU;
Materiały przygotowano w ramach projektu
„Inżynier pilnie poszukiwany”
Strona 2
Zagadnienia uzupełniające programowanie
w systemie Android
dr inż. Robert Arsoba
public class NaszRenderer implements GLSurfaceView.Renderer
{
private final static int VERTICES = 3; // liczba wierzchołków
private final static int INDEXES = 3;
// liczba indeksów
private FloatBuffer vb; // bufor wierzchołków (vertex buffer)
private ShortBuffer ib; // bufor indeksów (index buffer)
public void definiuj_obiekt() // definicja pojedynczego trójkąta
{
float punkty[] = // kolejność wierzchołków przeciwna do ruchu wskazówek zegara
{
// układ współrzędnych prawoskrętny
-0.5f, 0.5f, 0, // 0
0.5f, -0.5f, 0, // 1
0.5f, 0.5f, 0
// 2
}; // współrzędne punktów w tablicy Java
short indeksy[] = { 0, 1, 2 }; // indeksy punktów w tablicy Java
ByteBuffer vbuf = ByteBuffer.allocateDirect(VERTICES*3*4); // 3 współrzędne * 4 bajty (float)
vbuf.order(ByteOrder.nativeOrder());
vb = vbuf.asFloatBuffer(); // tworzenie bufora wierzchołków
vb.put(punkty);
// na podstawie tablicy wierzchołków
vb.position(0);
ByteBuffer ibuf = ByteBuffer.allocateDirect(INDEXES*2); // * 2 bajty (short)
ibuf.order(ByteOrder.nativeOrder());
ib = ibuf.asShortBuffer(); // tworzenie bufora indeksów
ib.put(indeksy);
// na podstawie tablicy indeksów
ib.position(0);
}
public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig eglConfig)
{
// metoda wywoływana tylko raz do utworzenia powierzchni rysowania
gl.glClearColor(0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f);
// kolor tła szary (model koloru RGBA)
definiuj_obiekt();
gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY); // włączone użycie bufora indeksów
}
public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int szer, int wys)
{
// metoda wywoływana automat. po zmianie wymiarów pow. rysowania (np. zmiana orientacji urządzenia)
gl.glViewport(0, 0, szer, wys);
// parametry ekranu (płaszczyzny rzutowania)
float aspekt = (float) szer/wys;
// proporcje ekranu
gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION); // tryb macierzy rzutowania
gl.glLoadIdentity();
// ustawienie macierzy jednostkowej (stan domyślny)
gl.glFrustumf(-aspekt, aspekt, -1, 1, 3, 7); // macierz rzutowania
}
public void onDrawFrame(GL10 gl)
{
// metoda wywoływana automat. w przypadku konieczności odrysowania zawartości powierzchni rysowania
gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // wyczyszczenie pow. rysowania
gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW); // tryb macierzy MODELVIEW
gl.glLoadIdentity();
// ustawienie macierzy jednostkowej (stan domyślny)
GLU.gluLookAt(gl, 0, 0, 5, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f); // parametry kamery
gl.glColor4f(0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.5f); // kolor rysowania zielony (model koloru RGBA)
gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, vb); // bufor wierzchołków
gl.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLES, INDEXES, GL10.GL_UNSIGNED_SHORT, ib); // rys. z bufora indeksów
}
}
Materiały przygotowano w ramach projektu
„Inżynier pilnie poszukiwany”
Strona 3
Zagadnienia uzupełniające programowanie
w systemie Android
dr inż. Robert Arsoba
Wygląd interfejsu użytkownika aplikacji
Plik main.xml nie jest wykorzystywany w tej aplikacji graficznej OpenGL ES do
definiowania interfejsu użytkownika. Przedstawiony poniżej ekran aplikacji odwzorowuje
zawartość powierzchni rysowania (zawartość obiektu klasy GLSurfaceView).
Przykładowa aplikacja – plik strings.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
<string name="hello">Hello World, OpenGLActivity!</string>
<string name="app_name">Rysowanie w OpenGL ES</string>
</resources>
Materiały przygotowano w ramach projektu
„Inżynier pilnie poszukiwany”
Strona 4