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@cxm-2016 2017-04-05T06:26:21.000000Z 字数 5594 阅读 8365

NDK开发OpenGL ES 3.0(一)——OpenGL-ES 3.0介绍以及NDK环境搭建

OpenGL-ES

版本：1
作者：陈小默
版权声明：禁止商用，禁止转载

该文章仅被发布于作业部落(原)，简书

参考书目：
[1]Donald Hearn,M.Pauline Barker.计算机图形学 第四版(蔡士杰 译).北京：电子工业出版社
[2]Dave Shreiner,Graham Sellers.OpenGL编程指南 第八版(王锐 译).北京：机械工业出版社
[3]Dan Ginsburg,Budirjanto Purnomo.OpenGL ES 3.0 编程指南 第二版(姚军 译).北京：机械工业出版社

一、OpenGL ES 3.0 介绍

OpenGL ES (OpenGL for Embedded Systems) 是 OpenGL 三维图形 API 的子集，针对手机、PDA和游戏主机等嵌入式设备而设计。该API由Khronos集团定义推广，Khronos是一个图形软硬件行业协会，该协会主要关注图形和多媒体方面的开放标准。

OpenGL ES 3.0主要新功能有：

二、使用Android Studio 2.0及以上版本搭建NDK开发环境

Android Studio在其2.0及以上版本继承了流行的C++编译器CMake，于是我们很方便的就能够搭建出NDK开发环境。

2.1 创建NDK工程

在Android Studio 2.0 及以上版本创建NDK的工程只需要勾选Include C++ Support即可。
图2.1-1
剩下的一路next就行。

2.2 CMakeList.txt文件说明

在工程创建完成之后，我们将目录视图切换到Project，我们发现app目录下多了一个CMakeList.txt文件，打开文件我们会看见如下内容(注释已精简)。

  1. # 这里指定了CMake的最低版本为3.4.1
  2. cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
  4. # 这里用来添加一个库
  5. add_library( # 这里设置so库的名称为native-lib
  6.              native-lib
  8.              # 这里设置该库为共享
  9.              SHARED
  11.              # 这里是源文件的路径，可以有多个，最终这个源文件将被编译并打包进native-lib库。
  12.              src/main/cpp/native-lib.cpp )
  14. # 这里用来查找一个库，并设置到路径变量中去
  15. find_library( # 设置路径变量
  16.               log-lib
  18.               # 你希望CMake编译器加载的NDK函数库
  19.               log )
  21. # 将一个库关联到目标函数库中
  22. target_link_libraries( # 目标函数库
  23.                        native-lib
  25.                        # 想要在目标函数库中使用的函数库，其中${路径变量}
  26.                        ${log-lib} )

更详细的CMakeList.txt可以参照这里CMakeList.txt说明。

工程创建完成之后，我们在src/main/cpp文件夹下可以看到一个native-lib.cpp源文件(我们也可以改名成其他)，由于其被指定到了add_library操作中，所以其最终会被编译并链接称为native-lib.so文件。

2.3 MainActivity说明

我们来看自动生成的MainActivity：

  1. public class MainActivity extends AppCompatActivity {
  3.     // 这里加载的库名必须在CMakeList.txt中使用add_library指定
  4.     static {
  5.         System.loadLibrary("native-lib");
  6.     }
  8.     @Override
  9.     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  10.         super.onCreate(savedInstanceState);
  11.         setContentView(R.layout.activity_main);
  13.         TextView tv = (TextView) findViewById(R.id.sample_text);
  14.         tv.setText(stringFromJNI());
  15.     }
  17.     //该本地方法需要在某一个源文件中被实现，并且System.loadLibrary加载的库必须编译了了此源文件
  18.     public native String stringFromJNI();
  19. }

我们可以直接运行这个程序，并且在屏幕上打印Hello from C++这句话。

2.4 修改程序

如果你对上面自动生成的代码还是不好理解的话，我们可以手动创建一个CPP文件，并配置。
这里演示一个方法传入字符串，并且在另一个方法接收的示例：

2.4.1 修改MainActivity

  1. public class MainActivity extends AppCompatActivity {
  2.     static {
  3.         System.loadLibrary("native-lib");
  4.     }
  6.     @Override
  7.     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  8.         super.onCreate(savedInstanceState);
  9.         setContentView(R.layout.activity_main);
  10.         TextView tv = (TextView) findViewById(R.id.sample_text);
  11.         setString("在这里传入新的字符串");
  12.         tv.setText(getString());
  13.     }
  14.     public native String getString();
  16.     public native void setString(String str);
  17. }

加入我们写到这一步，AS就会报错说找不到方法，接下来我们需要在cpp文件中实现这个本地方法

2.4.2 在cpp目录下创建一个源文件

mySource.cpp

  1. //mySource.cpp
  2. #include <jni.h>
  3. #include <string>
  5. static char * static_str=NULL;//使用全局变量缓存传入的字符串
  7. extern "C"
  8. void
  9. Java_com_github_cccxm_gles_MainActivity_setString(JNIEnv *env, jobject instance, jstring str_) {
  10.     const char *str = env->GetStringUTFChars(str_, 0);//获取传入的字符串
  11.     jsize len = env->GetStringLength(str_);//计算字符串的长度
  12.     if(static_str!=NULL)free(static_str);//释放之前保存的字符串
  13.     static_str = (char*)malloc(sizeof(char)*len+1);//重新从内存中分配内存给字符串
  14.     for(int i=0;static_str[i]=str[i];i++);//复制传入的字符串
  15.     env->ReleaseStringUTFChars(str_, str);//释放原始的字符串
  16. }
  18. extern "C"
  19. jstring
  20. Java_com_github_cccxm_gles_MainActivity_getString(JNIEnv *env,jobject /* this */) {
  21.     return env->NewStringUTF(static_str);//回传缓存的字符串
  22. }

2.4.3 修改CMakeList.txt文件引入新增的源文件

  1. add_library( native-lib
  3.              SHARED
  5.              src/main/cpp/native-lib.cpp
  6.              src/main/cpp/mySource.cpp)

然后我们运行就可以看到结果了。

三、使用Android Studio搭建Kotlin开发环境

本系列教程除了需要定义native方法的地方使用Java语言，其他地方全部使用Kotlin语言。Android开发不会Kotlin？你out啦!这里我们配置Kotlin环境，对于与Java语法不同的地方会有解释说明。目前kotlin语言的版本是1.0.4

3.1 修改配置文件

首先我们需要修改整个应用的build.gradle文件，并在其中声明一个全局变量ext.kotlin_version = '1.0.4'，然后增加一个kotlin的插件classpath "org.jetbrains.kotlin:kotlin-gradle-plugin:$kotlin_version"，这里我们会使用到kotlin语言的扩展功能，所以还需要添加其扩展库classpath "org.jetbrains.kotlin:kotlin-android-extensions:$kotlin_version"。
以下是应用的build.gradle文件示例：

  1. buildscript {
  2.     ext.kotlin_version = '1.0.4'
  3.     repositories {
  4.         jcenter()
  5.     }
  6.     dependencies {
  7.         classpath 'com.android.tools.build:gradle:2.2.2'
  8.         classpath "org.jetbrains.kotlin:kotlin-gradle-plugin:$kotlin_version"
  9.         classpath "org.jetbrains.kotlin:kotlin-android-extensions:$kotlin_version"
  11.         // NOTE: Do not place your application dependencies here; they belong
  12.         // in the individual module build.gradle files
  13.     }
  14. }

接下来修改app的build.gradle文件，我们在文件头部添加启用插件的语句

  1. apply plugin: 'kotlin-android'
  2. apply plugin: 'kotlin-android-extensions'

接下来在dependencies项中添加类库compile "org.jetbrains.kotlin:kotlin-stdlib:$kotlin_version"

  1. dependencies {
  2.     compile fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
  3.     androidTestCompile('com.android.support.test.espresso:espresso-core:2.2.2', {
  4.         exclude group: 'com.android.support', module: 'support-annotations'
  5.     })
  6.     compile 'com.android.support:appcompat-v7:24.2.1'
  7.     testCompile 'junit:junit:4.12'
  8.     compile "org.jetbrains.kotlin:kotlin-stdlib:$kotlin_version"
  9. }

注意：这里使用$kotlin_version来引用全局变量，其优点显而易见，每次版本更新的时候只需要修改一处即可。但是在目前2.2.0版本的AS中这样写可能会导致后续一些操作出错。这里建议手写版本号compile "org.jetbrains.kotlin:kotlin-stdlib:1.0.4"

3.2 创建一个KotlinActivity

删除原来的MainActivity和资源文件activity_main.xml，然后在包目录上单击右键/New/Kotlin Activity，这里就跟平常创建一个Activity是一样的过程。这里Activity Name输入MainActivity，然后勾选Launcher Activity
最后产生的Activity是这个样子的

  1. class MainActivity : AppCompatActivity() {
  3.     override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
  4.         super.onCreate(savedInstanceState)
  5.         setContentView(R.layout.activity_main)
  6.     }
  7. }

Kotlin小贴士：

  • kotlin中不需要分号表示语句结束

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