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音视频开发系列(7)——Opengl常用Api介绍part1

GLES20.glTexParameteri

GLES20.glTexParameteri是OpenGL ES 2.0用于设置纹理过滤器和纹理包装模式的函数。它有三个参数:

target参数

target参数指定要设置纹理参数的纹理目标,根据不同的target值,glTexParameteri函数的行为也会有所不同。下面是几种常见的target类型及其应用场景:
GLES20.GL_TEXTURE_2D:二维纹理目标。适用于大多数的纹理贴图,例如游戏中的角色、地图、天空等。

GLES20.GL_TEXTURE_CUBE_MAP:立方体纹理目标。适用于渲染立方体贴图,例如游戏中的天空盒、反射贴图等。

GLES20.GL_TEXTURE_EXTERNAL_OES:用于外部纹理目标,一般用于媒体流、相机等场景。可以使用SurfaceTexture将纹理输出到屏幕或其他纹理中。

GLES20.GL_TEXTURE_3D:三维纹理目标。适用于体积渲染,例如医学影像、地质勘探等。

GLES31.GL_TEXTURE_BUFFER:缓冲区纹理目标。适用于从缓冲区中读取数据并渲染。

GLES31.GL_TEXTURE_RECTANGLE:矩形纹理目标。可以用于需要快速绘制2D图形的场景,例如UI渲染、HUD显示等。

GLES30.GL_TEXTURE_2D_ARRAY:二维数组纹理目标。适用于渲染大量的重叠或不同分辨率的纹理,例如地图瓦片、卫星图像等。

GLES31.GL_TEXTURE_CUBE_MAP_ARRAY:立方体贴图数组目标。适用于同时渲染多个立方体贴图,例如游戏中的动态天空、多视角渲染等。

总之,不同的纹理目标适用于不同的场景,开发者需要根据具体的需求选择合适的目标类型,以达到最佳的渲染效果和性能。

pname

参数指定了要设置的纹理参数的名称,可以是以下值之一:
GL_TEXTURE_MIN_FILTER: 指定当纹理被缩小时如何过滤纹理像素,可以是GL_NEAREST(最近邻过滤)、GL_LINEAR(线性过滤)、GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST(使用最近邻过滤的Mipmap纹理)、GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR(使用线性过滤的Mipmap纹理)、GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST(使用最近邻过滤的Mipmap纹理)或GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR(使用线性过滤的Mipmap纹理)。

GL_TEXTURE_MAG_FILTER: 指定当纹理被放大时如何过滤纹理像素,可以是GL_NEAREST(最近邻过滤)或GL_LINEAR(线性过滤)。

GL_TEXTURE_WRAP_S和GL_TEXTURE_WRAP_T: 指定纹理坐标超出范围时应如何处理,可以是GL_CLAMP_TO_EDGE(纹理坐标会被截断为范围内的最大/最小值)、GL_REPEAT(纹理坐标将被重复)或GL_MIRRORED_REPEAT(纹理坐标将被重复,但是在每次重复时都会镜像翻转)。

param

参数指定了纹理参数的值,根据设置的参数不同可以有不同的取值,例如:
GL_NEAREST:使用最近邻过滤。

GL_LINEAR:使用线性过滤。

GL_CLAMP_TO_EDGE:纹理坐标会被截断为范围内的最大/最小值。

GL_REPEAT:纹理坐标将被重复。

GL_MIRRORED_REPEAT:纹理坐标将被重复,但是在每次重复时都会镜像翻转。

总之,GLES20.glTexParameteri函数可以用来控制纹理如何被过滤和包装,以及如何在纹理坐标超出范围时进行处理。

    GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GLES20.GL_LINEAR)GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GLES20.GL_LINEAR)GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_WRAP_S, GLES20.GL_CLAMP_TO_EDGE)GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_WRAP_T, GLES20.GL_CLAMP_TO_EDGE)

Matrix.setIdentityM

Matrix.setIdentityM() 是 Android 的一个矩阵操作方法,它用于将一个矩阵设置为单位矩阵。单位矩阵是一个主对角线上所有元素都为1,其余元素都为0的方阵。

该方法的完整签名如下:

public static void setIdentityM(float[] sm, int smOffset)

其中,参数 sm 表示一个float类型的一维数组,它是要被设置为单位矩阵的目标矩阵。参数 smOffset 表示要设置的目标矩阵的起始位置。

该方法将目标矩阵从起始位置开始的元素设置为单位矩阵。由于Java中的数组下标从0开始,因此第一个元素的索引是 smOffset,而不是1。

以下是该方法的实现示例:

public static void setIdentityM(float[] sm, int smOffset) {for (int i = 0; i < 16; i++) {sm[smOffset + i] = ((i % 5 == 0) ? 1.0f : 0.0f);}
}

该实现通过一个循环遍历了矩阵的所有元素。对于每个元素,如果它在主对角线上,则将其设置为1,否则设置为0。

使用该方法可以方便地将一个矩阵设置为单位矩阵,从而方便后续的矩阵操作。

Matrix.setIdentityM(stMatrix, 0);

将矩阵 stMatrix 设置为单位矩阵。单位矩阵是一种特殊的矩阵,它不改变顶点的位置或方向。

为什么要调用setIdentityM设置为单位矩阵?
在 OpenGL 中,变换矩阵是用来对 3D 场景中的顶点进行变换的。每个变换操作(例如平移、旋转、缩放等)都可以表示为一个矩阵,这些矩阵可以组合使用来实现复杂的变换效果。

在进行变换矩阵的组合时,必须确保在最初的状态下,即没有进行任何变换时,变换矩阵的值是正确的。如果不是这样,那么组合变换操作时可能会导致意外的结果。

因此,在设置任何其他的变换操作之前,通常需要先将变换矩阵初始化为一个单位矩阵。单位矩阵是一种特殊的矩阵,它可以确保在组合变换操作时不会对顶点进行任何意外的变换。

因此,首先调用 Matrix.setIdentityM(stMatrix, 0) 方法将 stMatrix 矩阵设置为单位矩阵,以确保在应用任何其他变换之前,矩阵的值是正确的。

每次执行矩阵操作之前都需要调用setIdentityM吗?
在大多数情况下,不需要在每次执行变换矩阵操作之前都调用 setIdentityM 方法。通常情况下,只需要在创建变换矩阵时调用一次 setIdentityM 方法来初始化矩阵即可。

在接下来的变换操作中,可以直接对这个矩阵进行修改。例如,如果需要对一个顶点进行平移和旋转,可以先创建一个矩阵,然后使用 translateM 方法对其进行平移操作,使用 rotateM 方法对其进行旋转操作。在进行每个操作之前,不需要再调用 setIdentityM 方法。

但是,如果在多个变换操作之间需要重新开始,例如在处理多个对象时,可能需要将变换矩阵重置为单位矩阵,然后重新开始应用变换操作。在这种情况下,可以再次使用 setIdentityM 方法来将矩阵重置为单位矩阵。

Matrix.scaleM

用于将一个缩放矩阵应用于给定的矩阵。它的参数如下:

public static void scaleM(float[] m, int mOffset, float x, float y, float z)

m:要被缩放的矩阵,表示为一个长度为 16 的浮点数数组。
mOffset:矩阵中第一个元素的偏移量。
x:x 轴的缩放因子。
y:y 轴的缩放因子。
z:z 轴的缩放因子。

这些参数的含义如下:
m:这是一个长度为 16 的浮点数数组,表示要进行缩放操作的矩阵。缩放矩阵会将矩阵的每个元素乘以一个缩放因子,从而使得矩阵中的每个向量在对应的轴上被缩放。矩阵中的元素按照以下方式排列:

m[0]  m[4]  m[8]   m[12]
m[1]  m[5]  m[9]   m[13]
m[2]  m[6]  m[10]  m[14]
m[3]  m[7]  m[11]  m[15]

mOffset:这是矩阵中第一个元素的偏移量。如果要对整个矩阵进行缩放操作,则将 mOffset 设置为 0。如果只想缩放矩阵的一部分,可以将 mOffset 设置为相应的偏移量。
x:这是要应用于 x 轴的缩放因子。这个因子应该是一个浮点数,通常是大于 0 的数。如果该值为 1,则不会对矩阵进行任何缩放。如果该值大于 1,则会使矩阵在 x 轴方向上扩大;如果该值小于 1,则会使矩阵在 x 轴方向上缩小。
y:这是要应用于 y 轴的缩放因子,其含义与 x 轴相同。
z:这是要应用于 z 轴的缩放因子,其含义与 x 轴相同。
使用这些参数,Matrix.scaleM() 方法将计算一个缩放矩阵,并将其应用于给定的矩阵中。

针对于mOffset参数的理解
假设我们有一个 4x4 的矩阵 matrix,它表示了一个对象的变换矩阵,我们只想对这个矩阵的旋转部分进行缩放操作,而不想影响矩阵的平移部分。这时,我们可以将 mOffset 设置为矩阵中旋转部分的起始位置,然后调用 Matrix.scaleM() 方法对旋转部分进行缩放。

例如,假设我们的矩阵中的前三列表示了对象的旋转部分,而最后一列表示了对象的平移部分。我们可以将 mOffset 设置为 0,然后将 x、y、z 缩放因子设置为 1、2、1,以便只对旋转部分进行 y 轴方向上的缩放:

Matrix.scaleM(matrix, 0, 1, 2, 1);

这个方法会将矩阵的前三列中的所有元素乘以 1、2、1,从而对旋转部分进行 y 轴方向上的缩放。由于我们将 mOffset 设置为 0,因此这个操作只会影响前三列的元素,而不会影响最后一列的元素。这样,我们就可以只对矩阵的一部分进行缩放,而不影响其他部分。

glGetUniformLocation

Uniform变量是在着色器之间共享的全局变量,它们可以在多个绘制调用之间保持不变。可以使用glGetUniformLocation函数获取Uniform变量的位置,以便更新它们的值。

glGetUniformLocation函数的定义如下:

GLint glGetUniformLocation(GLuint program, const GLchar* name);

其中,program参数是一个已经连接的着色器程序对象的标识符,name参数是Uniform变量的名称。该函数返回Uniform变量的位置,如果Uniform变量未被找到,则返回-1。

例如,如果我们有以下的顶点着色器:

#version 330uniform mat4 modelViewProjectionMatrix;layout(location = 0) in vec4 position;void main()
{gl_Position = modelViewProjectionMatrix * position;
}

我们可以使用以下代码获取Uniform变量的位置并将其更新为一个新的4x4矩阵:

GLuint program = // 已连接的着色器程序对象
GLint matrixLocation = glGetUniformLocation(program, "modelViewProjectionMatrix");float matrixData[16] = // 新的4x4矩阵数据
glUniformMatrix4fv(matrixLocation, 1, GL_FALSE, matrixData);

在这个例子中,我们首先使用glGetUniformLocation函数获取了Uniform变量的位置。然后,我们使用glUniformMatrix4fv函数将新的4x4矩阵数据传递给该Uniform变量。glUniformMatrix4fv函数指定了Uniform变量的位置、要更新的矩阵数量、是否要转置矩阵数据以及矩阵数据的指针。

总之,glGetUniformLocation是一个很有用的函数,它使得我们能够在OpenGL程序中动态更新Uniform变量。

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