原文:Baby's first triangle in LibGDX with OpenGL ES2.0, Part 1
這篇教程介紹在LibGDX中使用OpenGL Shaders
,從一個簡單的例子開始:畫一個三角形。
關于如何準備LibGDX的項目環境,在LibGDX wiki中有詳細說明。
需要注意:為了開啟OpenGL 2.0 需要修改android和desktop的projects中的Main.java
,增加這個配置:
cfg.useGL20 = true;
Ok,創建一個新類: MeshHelper 我們將把mesh相關的code放在里面:
MeshHelper.java
public class MeshHelper {
private Mesh mesh;
private ShaderProgram meshShader; // 定義了一個 shaderprogram
public void createMesh( float[] vertices) {
mesh = new Mesh(true, vertices.length, 0,
new VertexAttribute(Usage.Position, 2, "a_position"));
mesh.setVertices(vertices);
}
}
這個函數new Mesh
將新建一個mesh,通過用戶傳人的vertices序列(要畫的點)。解釋一下傳人Mesh的參數:
- isStatic:決定mesh是不是static的。在這個教程,我們只畫一個三角形,所以讓它為true;
- maxVertices:整數值,指定了mesh中運行的最大數量的vertices,如果你的vertices array大小超過了這個值,會get an error;
- maxIndices:整數值,指定了mesh中運行的最大數量的indices(索引,用于生成shape),我們設置為0,所以我們不需要指定一個indices array -- mesh將按vertex順序,利用一次。對與復雜的shapes,
indices
會很有用,這個后面解釋。 - attributes...: 這些值用于提供vertex array更多的信息(我們可用傳入多個VertexAttributes)。這里只指定了
position
,也可用指定color
,texture coordinates
. 我們首先指定了每個vertex的位置position.每個vertex的position對應了2個值(x和y,因為我們將畫一個2D的mesh),最后一個參數指定了這個屬性的標簽(label),這在接下來的shader會用到。
最后,我們把vertex array傳入mesh。如果你想了解LibGDX mesh的更多信息,請參考
同時,我們定義了一個 ShaderProgram 叫 meshShader
.我們需要兩個shader來render我們的mesh:
- 一個vertex shader: 負責操作每一個vertex,比如說它們放在哪
- 一個fragment shader: 它們在vertices直接插入其他的操作,比如著色。
這里我們定義2個shader,用它們創建ShaderProgram
private void createShader() {
// this shader tells opengl where to put things
String vertexShader = "attribute vec4 a_position; \n"
+ "void main() \n"
+ "{ \n"
+ " gl_Position = a_position; \n"
+ "} \n";
// this one tells it what goes in between the points (i.e
// colour/texture)
String fragmentShader = "#ifdef GL_ES \n"
+ "precision mediump float; \n"
+ "#endif \n"
+ "void main() \n"
+ "{ \n"
+ " gl_FragColor = vec4(1.0,0.0,0.0,1.0); \n"
+ "}";
// make an actual shader from our strings
meshShader = new ShaderProgram(vertexShader, fragmentShader);
// check there's no shader compile errors
if (!meshShader.isCompiled())
throw new IllegalStateException(meshShader.getLog());
在 vertex shader 中我們創建一個 attribute 叫"a_position" (這個我們在VertexAttribute中分配了)。并把這個attribute 賦給gl_Position. gl_Position 是OpenGL Shader Language里的內置變量。它為每一個vertex保存坐標(co-ordinates)。當mesh被繪制時,vertices數據會賦單獨附給a_position。
在 fragment shader 中,我們首先檢查是否運行在OpenGL ES(在android 設備),如果是,我們設置精度為medium。然后設置gl_FragColor為分別代表R,G,B,A的4維向量Vector。所以(1.0, 0.0, 0.0, 1.0)代表紅色。在后續的教程中,這里我們會應用為texture。
更多關于 shaders/glsl 請參考
現在,我們有了一個 mesh
和一個 shader
,我們可用創建一個函數來實際畫我們的mesh:
public void drawMesh() {
// 這個將在render()中調用
if (mesh == null)
throw new IllegalStateException("drawMesh called before a mesh has been created.");
meshShader.begin();
mesh.render(meshShader, GL20.GL_TRIANGLES);
meshShader.end();
}
在mesh.render()畫mesh之前,需要調用shaderProgram的begin()函數。`GL20.GL_TrIANGLES`參數將告訴OpenGL,vertex array通過三角形的方式來繪制。
這里還有一些其他的可選配置,我們后續在細說。
MeshHelper.java
public class MeshHelper {
private Mesh mesh;
private ShaderProgram meshShader;
public MeshHelper() {
createShader();
}
public void createMesh(float[] vertices) {
mesh = new Mesh(true, vertices.length, 0,
new VertexAttribute(Usage.Position, 2, "a_position"));
mesh.setVertices(vertices);
}
public void drawMesh() {
// this should be called in render()
if (mesh == null)
throw new IllegalStateException("drawMesh called before a mesh has been created.");
meshShader.begin();
mesh.render(meshShader, GL20.GL_TRIANGLES);
meshShader.end();
}
private void createShader() {
// this shader tells opengl where to put things
String vertexShader = "attribute vec4 a_position; \n"
+ "void main() \n"
+ "{ \n"
+ " gl_Position = a_position; \n"
+ "} \n";
// this one tells it what goes in between the points (i.e
// colour/texture)
String fragmentShader = "#ifdef GL_ES \n"
+ "precision mediump float; \n"
+ "#endif \n"
+ "void main() \n"
+ "{ \n"
+ " gl_FragColor = vec4(1.0,0.0,0.0,1.0); \n"
+ "}";
// make an actual shader from our strings
meshShader = new ShaderProgram(vertexShader, fragmentShader);
// check there's no shader compile errors
if (meshShader.isCompiled() == false)
throw new IllegalStateException(meshShader.getLog());
}
public void dispose() {
mesh.dispose();
meshShader.dispose();
}
}
增加了dispose()方法,以便于移除所有的對象。接下來在 Game.java 中的調用MeshHelper
Game.java
public class Game implements ApplicationListener {
MeshHelper meshHelper;
@Override
public void create() {
meshHelper = new MeshHelper();
// opengl uses -1 to 1 for coords and also is inverted
meshHelper.createMesh(new float[] { -0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0f, 0.5f });
}
@Override
public void resize(int width, int height) {
}
@Override
public void render() {
Gdx.graphics.getGL20().glClearColor(0.2f, 0.2f, 0.2f, 1);
Gdx.graphics.getGL20().glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
meshHelper.drawMesh();
}
@Override
public void pause() {
}
@Override
public void resume() {
}
@Override
public void dispose() {
meshHelper.dispose();
}
}
注意,OpenGL使用從-1 到 1的坐標系(co-ordinate system)。

在下一部分,我們將增加自定義的顏色,并使用貼圖。Crazy stuff.