Android OpenGLES开发：EGL环境搭建

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EGL是什么？

谈到openGL开发我们就不得不说EGL，那EGL是什么呢？请看下图

官方听不懂解释

EGL(Embedded Graphic Library)是渲染API（如OpenGL ES）和本地窗口系统（native platform window system）之间的中间层接口，它主要由系统制造商实现。

EGL是一套OpenGLES、OpenVG等渲染接口和它所运行的平台的底层原生窗口系统之间的桥接接口，也就是帮助OpenGLES或其他Khronos图形API渲染的内容投射到目标窗口的接口。

EGL是一个与平台无关的接口，EGL可以在多种操作系统（如Android和Linux）和本机窗口系统上实现。

通俗类比解释

OpengGL：他才是真正的画家，他负责创作画作。OpenGL是一个操作GPU的API，你可以认为GPU就是画笔、颜料等，如何妙笔生花就是OpenGL的功劳（哈哈哈，其实要画什么还是人发的指令，这里就不纠结了）。画家只负责饮酒作乐，哦不作画。至于我的画如何向别人展示，如何放到画室亦或是大街上供别人参观那我不管，我请一个公司EGL去负责，下面有请EGL登场。
EGL：画家（OpenGL）作了好多的画，我得想着怎么才能卖个好价钱：）。目前有Android画室、Linux画室以及windows画室在洽谈。我需要对接画家和画室，把画装裱到不同的画框、保证运输、并将画展示到画室。当然我们公司只提供了一套标准的流程，如何操作还需要Android、Linux画室工作人员来操作，他们需要遵循我们定的流程标准，将画正确无误的摆放到自己的画室供别人浏览参观。

提供了哪些功能？

与设备的原生窗口系统通信
查询绘图表面的可用类型和配置
创建绘图表面
在OpenGL ES 和其他图形渲染API之间同步渲染
管理纹理贴图等渲染资源

EGL怎么用

聪明的同学发现没有，我们使用GLSurfaceView编写OpenGL代码时好像并没有发现EGL的身影。那是因为GLSurfaceView早已帮我们搭建好了EGL环境，我们只需要编写OpenGL代码即可。如果我们想要更高的扩展性，以及真正了解他的运行机制我们需要自己搭建EGL。

下图请看EGL的主要使用API：

Display(EGLDisplay) 是对实际显示设备的抽象
Surface（EGLSurface）是对用来存储图像的内存区域
FrameBuffer 的抽象，包括 Color Buffer， Stencil Buffer ，Depth Buffer
Context (EGLContext) 存储 OpenGL ES绘图的一些状态信息

需要说明的是EGL是单线程模型，也就是说EGL环境创建、渲染操作、EGL环境的销毁都必须在同一个线程内完成，否则是无效的。那么我们要么在主线程创建，要么就是创建一个有消息循环的线程，聪明的你应该能想到那就得用HandlerThread或者自定义带Looper的Thread（GLSurfaceView采用该种方式，他是内部起一个while循环）

使用EGL的基本步骤

获取OpenGL ES与原生窗口系统的连接：调用eglGetDisplay方法得到EGLDisplay

    public static native EGLDisplay eglGetDisplay(int display_id);

初始化EGL链接：调用 eglInitialize 方法初始化

    public static native boolean eglInitialize(EGLDisplay dpy,    // 要进行初始化的EGL连接，即上一步的返回值int[] major,       // 主版本号int majorOffset,   // 主版本号偏移int[] minor,       // 次版本号int minorOffset    // 次版本号偏移)

确定渲染表面的配置信息：调用eglChooseConfig方法得到EGLConfig
指定一组需求，然后再让EGL推荐（eglChooseChofig）最佳配置
创建渲染上下文：通过 EGLDisplay 和 EGLConfig ，调用 eglCreateContext 方法创建渲染上下文，得到 EGLContext

    public static native EGLContext eglCreateContext(EGLDisplay dpy,EGLConfig config,EGLContext share_context,int[] attrib_list,int offset)

创建渲染表面：通过 EGLDisplay 和 EGLConfig ，调用 eglCreateWindowSurface 方法创建渲染表面，得到 EGLSurface

    public static EGLSurface eglCreateWindowSurface(EGLDisplay dpy,      // EGLDisplay连接EGLConfig config,    // EGL frame buffer配置，定义了可用于Surface的frame buffer资源Object win,          // Android的窗口，可以是SurfaceView、Surface、SurfaceHolder、SurfaceTextureint[] attrib_list,   // 配置int offset           // 配置偏移)

绑定上下文：将EGL上下文绑定到当前线程，实现渲染环境的设置。通过eglMakeCurrent 方法将EGLSurface、EGLContext、EGLDisplay 三者绑定，接下来就可以使用 OpenGL 进行绘制了

public static native boolean eglMakeCurrent(EGLDisplay dpy,EGLSurface draw,EGLSurface read,EGLContext ctx);

绘制图像：使用OpenGL的API绘制精美的图像
交换缓冲区：当用 OpenGL 绘制结束后，使用 eglSwapBuffers 方法交换前后缓冲，将绘制内容显示到屏幕上
释放 EGL 环境 ：绘制结束，不再需要使用 EGL 时，取消 eglMakeCurrent 的绑定，销毁 EGLDisplay、EGLSurface、EGLContext

EGL代码实现

创建EGLHelper工具类如下：

package com.android.xz.egldemo.gles;import android.opengl.EGL14;
import android.opengl.EGLConfig;
import android.opengl.EGLContext;
import android.opengl.EGLDisplay;
import android.opengl.EGLSurface;
import android.util.Log;/*** EGL环境搭建类* <p>* 1.创建显示屏幕类EGLDisplay* 2.配置FrameBuffer类EGLConfig* 3.创建FrameBuffer的EGLSurface* 4.创建上下文EGLContext，并与Surface绑定*/
public class EGLHelper {private static final String TAG = EGLHelper.class.getSimpleName();/*** 屏幕显示类，表示一个可以现实的屏幕*/private EGLDisplay mEGLDisplay = EGL14.EGL_NO_DISPLAY;/*** 系统窗口或FrameBuffer*/private EGLSurface mEGLSurface = EGL14.EGL_NO_SURFACE;/*** FrameBuffer的配置属性*/private EGLConfig mEGLConfig;/*** 渲染上下文，用于绑定上面3个属性，将其关联起来*/private EGLContext mEGLContext = EGL14.EGL_NO_CONTEXT;/*** 初始化EGL环境** @param surface*/public void initEGL(Object surface) {// 1、获取显示设备mEGLDisplay = EGL14.eglGetDisplay(EGL14.EGL_DEFAULT_DISPLAY);if (mEGLDisplay == EGL14.EGL_NO_DISPLAY) {throw new RuntimeException("unable to get EGL14 display");}// 2、初始化EGLint[] version = new int[2];if (!EGL14.eglInitialize(mEGLDisplay, version, 0, version, 1)) {mEGLDisplay = null;throw new RuntimeException("unable to initialize EGL14");}// 3、资源配置，例如颜色配置等int[] attribList = {EGL14.EGL_RED_SIZE, 8,EGL14.EGL_GREEN_SIZE, 8,EGL14.EGL_BLUE_SIZE, 8,EGL14.EGL_ALPHA_SIZE, 8,//EGL14.EGL_DEPTH_SIZE, 16,//EGL14.EGL_STENCIL_SIZE, 8,EGL14.EGL_RENDERABLE_TYPE, EGL14.EGL_OPENGL_ES2_BIT,EGL14.EGL_NONE, 0,      // placeholder for recordable [@-3]EGL14.EGL_NONE};EGLConfig[] configs = new EGLConfig[1];int[] numConfigs = new int[1];// 4、ChooseConfigif (!EGL14.eglChooseConfig(mEGLDisplay, attribList, 0, configs, 0, configs.length,numConfigs, 0)) {throw new RuntimeException("unable to find RGB8888 / " + version + " EGLConfig");}mEGLConfig = configs[0];// 5、创建上下文int[] attrib2_list = {EGL14.EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION, 2,EGL14.EGL_NONE};EGLContext context = EGL14.eglCreateContext(mEGLDisplay, mEGLConfig, EGL14.EGL_NO_CONTEXT, attrib2_list, 0);if (context == EGL14.EGL_NO_CONTEXT) {throw new RuntimeException("eglCreateContext error");}mEGLContext = context;// 6、创建渲染Surfaceint[] attrib_list = {EGL14.EGL_NONE};EGLSurface eglSurface = EGL14.eglCreateWindowSurface(mEGLDisplay, mEGLConfig, surface, attrib_list, 0);if (eglSurface == null) {throw new RuntimeException("surface was null");}mEGLSurface = eglSurface;// 7、将EGL上下文绑定到当前线程，实现渲染环境的设置，之后就可以使用OpenGL进行绘制了if (!EGL14.eglMakeCurrent(mEGLDisplay, mEGLSurface, mEGLSurface, mEGLContext)) {throw new RuntimeException("eglMakeCurrent failed");}Log.i(TAG, "egl init success!");}/*** 交换缓冲区*/public void swapBuffers() {if (mEGLDisplay != EGL14.EGL_NO_DISPLAY && mEGLSurface != EGL14.EGL_NO_SURFACE) {if (!EGL14.eglSwapBuffers(mEGLDisplay, mEGLSurface)) {throw new RuntimeException("swap buffers error");}}}/*** 销毁EGL环境*/public void destroyEGL() {if (mEGLDisplay != EGL14.EGL_NO_DISPLAY) {EGL14.eglMakeCurrent(mEGLDisplay, EGL14.EGL_NO_SURFACE, EGL14.EGL_NO_SURFACE,EGL14.EGL_NO_CONTEXT);}if (mEGLDisplay != EGL14.EGL_NO_DISPLAY && mEGLSurface != EGL14.EGL_NO_SURFACE) {EGL14.eglDestroySurface(mEGLDisplay, mEGLSurface);mEGLSurface = EGL14.EGL_NO_SURFACE;}if (mEGLDisplay != EGL14.EGL_NO_DISPLAY && mEGLContext != EGL14.EGL_NO_CONTEXT) {EGL14.eglDestroyContext(mEGLDisplay, mEGLContext);mEGLContext = EGL14.EGL_NO_CONTEXT;}if (mEGLDisplay != EGL14.EGL_NO_DISPLAY) {EGL14.eglReleaseThread();EGL14.eglTerminate(mEGLDisplay);mEGLDisplay = EGL14.EGL_NO_DISPLAY;}mEGLConfig = null;}
}

自定义MySurfaceView创建EGL环境

surfaceCreated中初始化EGL环境
surfaceChanged中更新画布大小并重新绘制
surfaceDestroyed中销毁EGL环境

public class MySurfaceView extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback {private static final String TAG = MySurfaceView.class.getSimpleName();private EGLHelper mEGLHelper = new EGLHelper();public MySurfaceView(Context context) {super(context);init(context);}public MySurfaceView(Context context, AttributeSet attrs) {super(context, attrs);init(context);}public MySurfaceView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {super(context, attrs, defStyleAttr);init(context);}private void init(Context context) {getHolder().addCallback(this);}@Overridepublic void surfaceCreated(@NonNull SurfaceHolder holder) {Log.i(TAG, "surfaceCreated.");mEGLHelper.initEGL(holder);draw();mEGLHelper.swapBuffers();}@Overridepublic void surfaceChanged(@NonNull SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {Log.i(TAG, "surfaceChanged.");GLES20.glViewport(0, 0, width, height);draw();mEGLHelper.swapBuffers();}@Overridepublic void surfaceDestroyed(@NonNull SurfaceHolder holder) {Log.v(TAG, "surfaceDestroyed.");mEGLHelper.destroyEGL();}/*** 该方法中编写OpenGL绘制相关代码*/private void draw() {// 蓝色清屏GLES20.glClearColor(0f, 0f, 1f, 1f);GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);}
}

xlm中加入自定义视图

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"tools:context=".MainActivity"><com.android.xz.egldemo.view.MySurfaceViewandroid:layout_width="200dp"android:layout_height="200dp"app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" /></androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout>

EGL环境创建好后，我们就可以在draw方法中编写OpenGL代码来绘制各种各样的图像了。EGL环境代码基本都是固定的流程，OpenGL绘制完成后，调用EGL的swapBuffers将OpenGL绘制的内容显示到EGLSurface上也就是设备的屏幕上。

最后

本文简述了OpenGL是如何将绘制的图像显示到设备上的，这离不开EGL的功劳，它通过和OpenGL和设备窗口来回周旋，将一幅幅精美的图案呈现到人们的眼前，给它点个赞。

本文代码已经全部粘贴出来，所以就不放项目地址了：）