smart developer Ein Code für alle (Vorschau)

Entwicklung
Android und OpenGL
Über die Autoren
Shane Conder und Lauren Darcey
haben zusammen mehrere
erfolgreiche Lehrbücher zu Entwicklung
mobiler Software verfasst,
darunter Android Wireless
Application Development und
SAMS Teach Yourself Android
Application Development in 24
Hours. Sie erreichen die beiden
per androidwirelessdev+sm@
gmail. com oder über den Blog
http:// androidbook. blogspot. com
sowie auf Twitter unter http://​
twitter. com/ androidwireless.
Infos
[1] Quellcode zum Artikel:
http:// code. google. com/ p/​
android‐opengl‐smartdeveloper/
[2] Android Leitlinien zu
3D-Entwicklung:
http:// developer. android.​
com/ guide/ topics/ graphics/​
opengl. html
[3] Wright, Richard S., Nicholas
Haemel, Graham Sellers und
Benjamin Lipchak: OpenGL
SuperBibleAusgabe 5.; Addison-Wesley
Professional,
2010. ISBN-13: 978-
0321712615
[4] Munshi, Aaftab, Dan Ginsburg
und Dave Shreiner.
OpenGL(R) ES 2.0 Programming
Guide. Addison-Wesley
Professional, 2008.
ISBN-13: 978-0321502797
[5] Android-SDK Download:
http:// developer. android.​
com/ sdk/ index. html
[6] Android-NDK:
http:// developer. android.​
com/ sdk/ ndk/ overview. html
[7] Android Entwicklerblog:
http:// android‐developers.​
blogspot. com/ ? hl=en
Java definieren, aber sie müssen in einem reservierten
Bereich im Speicher aufbewahrt
werden, damit die zugrunde liegende
OpenGL-Implementierung diese genau und
sicher nutzen kann. Um dies zu gewährleisten,
verwenden Sie hier die Methode allocateDirect()
der ByteBuffer-Klasse. Der Code
in Listing 5 nimmt zum Beispiel ein Array
von Float-Werten und wandelt die Werte in
einen OpenGL-fähigen Puffer um.
Da diese Art von Code ziemlich gebräuchlich
ist, erstellten wir Hilfsmethoden: die
Datei OpenGLUtilities.java ist im Easy3D-
Download enthalten. Die Verwendung ist
ziemlich einfach und wird in Pseudocode in
Listing 6 veranschaulicht.
Mit diesen für die Grafik-Programmierung
relativ einfachen Tools können Sie unter Verwendung
von OpenGL auf Android nahezu
alles zeichnen, was Sie möchten. Allerdings
sind Szenen oft mit Texturen verbessert: Ihre
Konfiguration haben Sie bereits in Listing 2
kennengelernt. Schauen Sie sich jetzt den
Aufruf der setTexture()-Methode etwas
gründlicher an.
Android NDK
In Verbindung mit OpenGL wird oft auch das
Android-NDK (Native Development Kit) angesprochen.
Das NDK [6] beinhaltet native C-APIs
für OpenGL, wodurch Anwendungen von anderen
Plattformen schneller portiert werden,
wenn diese in C geschrieben sind. Im Allgemeinen
wird aber das Android-NDK Ihre Arbeit
in Sachen Performance nicht viel voranbringen,
wenn Sie es lediglich für OpenGL-Aufrufe
verwenden. Allerdings könnten einige Berechnungen
und Algorithmen effizienter sein.
Für 3D-Grafik ist die neue Alternative zu Android-NDK:
Renderscript. Zum Zeitpunkt der
Erscheinung dieses Artikels wissen wir noch
ziemlich wenig von Renderscript, aber es ist
für die Erstellung von 3D-Grafiken in Höchstqualität
konzipiert, die mehrere Prozessorkerne
und den Grafikprozessor sehr effizient nutzen.
Um mehr Informationen über Renderscript zu
erhalten, schauen Sie sich das Blog für Android-Entwickler
[7] regelmäßig an.
Laden von Texturen
Es gibt viele Möglichkeiten, Texturen zu gestalten.
Eine sehr effiziente Methode für den
Umgang mit Texturen sehen Sie in Listing 7
(aus der EasyCube.java-Datei). Hier laden Sie
eine herkömmliche Android-Bild-Ressource
in OpenGL für den Gebrauch als Textur. Ähnlich
wie bei den Puffern, müssen Sie auch
die Textur-Koordinaten sehr genau konfigurieren.
Die Texturen verbinden Sie wie gewohnt
mit OpenGL und die Parameter konfigurieren
Sie auch wie sonst üblich. Für Android
nutzen Sie die texImage2D()-Methode
der GLUtils-Klasse. Anschließend stellen Sie
die Android-Bildobjekte mit dem Aufruf der
recycle()-Methode von der Bitmap-Klasse
sofort frei. Die Texturen sind nun sicher in
der zugrunde liegenden OpenGL-Implementierung
abgelegt.
Nachdem Sie all diese Einstellungen ordnungsgemäß
durchführten, erstellen Sie nun
leicht ähnliche Szenen wie in Abbildung 2
dargestellt. In dieser Beispielszene sind alle
Würfel animiert: Der eine wird einmal, der
andere zweimal gedreht.
Um die gesamte Implementierung dieser
einfachen Szene anzusehen, laden Sie den
vollständigen Quellcode herunter [1].
Fazit
In diesem Artikel haben Sie erfahren, wie Sie
OpenGL ES auf Android initialisieren und
konfigurieren. Sie verwendeten die Klasse
GLSurfaceView, um die Konfiguration von
OpenGL-Kontexten und Oberflächen zu vereinfachen.
Sie haben auch gelernt, wie Sie
Puffer für den sicheren Gebrauch von
OpenGL einstellen, und wie Sie Texturen einfach
laden und anwenden. Zahlreiche Bücher
sind zum Thema OpenGL und Grafik-Programmierung
erschienen – die 3D-Programmierung
ist eine sehr komplexe und vielschichtige
Thematik. Hier haben wir lediglich
an der „Oberfläche“ gekratzt, um es mit
einem Wortspiel auszudrücken. Nun sind Sie
bereit: Bauen Sie großartige 3D-Anwendungen
für Android. Sind Sie damit fertig, dann
schreiben Sie uns und erzählen uns von
ihren Erfahrungen!
● ● ●
OpenGL ES 2.0
Nahezu alle Android-Geräte unterstützen
OpenGL ES 1.x, die Version, die wir in unserer
Beispielanwendung verwendeten. OpenGL ES
2.0 verfügt über keine Shader mit festen Funktionen,
dafür aber über eine voll programmierbare
Shader-Pipeline. OpenGL ES 2.0 ist viel
flexibler, braucht aber auch viel mehr an Konfiguration.
Das Setup in Android ist sehr ähnlich,
aber Sie fordern dann OpenGL ES 2.0 als
zugrunde liegenden Kontext an. Dazu rufen Sie
die setEGLContextClientVersion()-Methode
mit dem Parameter 2 auf. So können Sie bei
allen betroffenen Rückrufen den GL10-Parameter
einfach ignorieren und stattdessen immer
die statische GLES20-Klasse aufrufen. Das
Laden und Kompilieren von Shader-Programmen
führen Sie genauso wie auf anderen Plattformen
durch.
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02/2011 smart-developer.de