使用OpenGL ES绘制3D图形

如果应用定义的顶点不在同一个平面上，并且使用三角形把合适的顶点连接起来，就可以绘制出3D图形了。

使用OpenGL  ES绘制3D图形的方法与绘制2D图形的步骤大致相同，只是绘制3D图形需要定义更多的顶点数据，而且3D图形需要绘制更多的三角形。

使用glDrawArrays(int  mode , int  first  ,  int  count)方法绘制3D，还需要使用glDrawElements(int  mode  , int  count  , int  type , Buffer  indices)方法来组织三维空间上的多个顶点，根据indices指定的索引点来绘制三角形。该方法的第一个参数指定绘制的图形的类型，可设为GL10.GL_TRIANGLES或GL10.GL_TRIANGLE_STRIP；第二个参数指定一共包含多少个参数最重要，它包装了一个长度为3N的数组，比如让该参数包装{0,2,3,1,4,5}数组，这意味着告诉OpenGL  ES要绘制两个三角形，第一个三角形的三个顶点为0、2、3个顶点，第二个三角形的三个顶点为1、4、5个顶点。

由此可见，如果希望在程序中使用glDrawElements(int  mode  , int  count  , int  type , Buffer   indices)方法来绘制3D图形，不仅需要指定每个3D的顶点位置信息，也需要指定3D图形的每个面由哪三个顶点组成。

下面的程序使用glDrawElements(int  mode  , int  count  , int  type , Buffer   indices)方法绘制了两个简单的3D图形：三棱锥和立方体，该程序的Renderer实现类的代码：

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.FloatBuffer;
import java.nio.IntBuffer;

import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;

import android.opengl.GLSurfaceView.Renderer;

public class MyRenderer3 implements Renderer{
　　//定义三棱锥的4个顶点
　　float[] taperVertices = new float[]{
　　　　0.0f,0.5f,0.0f,
　　　　-0.5f,-0.5f,-0.2f,
　　　　0.5f,-0.5f,-0.2f,
　　　　0.0f,-0.2f,0.2f
　　};
　　//定义三棱锥的4个顶点的颜色
　　int[] taperColors = new int[]{
　　　　65535,0,0,0,//红色
　　　　0,65535,0,0,//绿色
　　　　0,0,65535,0,//蓝色
　　　　65535,65535,0,0//黄色
　　};
　　//定义三棱锥的4个三角面
　　private byte[] taperFacets = new byte[]{
　　　　0,1,2,//0、1、2三个顶点组成一个面
　　　　0,1,3,//0、1、3三个顶点组成一个面
　　　　1,2,3,//1、2、3三个顶点组成一个面
　　　　0,2,3//0、2、3三个顶点组成一个面
　　};
　　//定义立方体的8个顶点
　　float[] cubeVertices = new float[]{
　　　　//屏幕之外的正方形的四个顶点
　　　　0.5f,0.5f,0.5f,
　　　　0.5f,-0.5f,0.5f,
　　　　-0.5f,-0.5f,0.5f,
　　　　-0.5f,0.5f,0.5f,
　　　　//屏幕之内的正方形的四个顶点
　　　　0.5f,0.5f,-0.5f,
　　　　0.5f,-0.5f,-0.5f,
　　　　-0.5f,-0.5f,-0.5f,
　　　　-0.5f,0.5f,-0.5f
　　};
　　//定义立方体所需要的6个面(一共是12个三角形所需的顶点)
　　private byte[] cubeFacets = new byte[]{
　　　　0,1,2,
　　　　0,2,3,
　　　　2,3,7,
　　　　2,6,7,
　　　　0,3,7,
　　　　0,4,7,
　　　　4,5,6,
　　　　4,6,7,
　　　　0,1,4,
　　　　1,4,5,
　　　　1,2,6,
　　　　1,5,6
　　};
　　FloatBuffer taperVerticesBuffer;
　　IntBuffer taperColorsBuffer;
　　ByteBuffer taperFacetsBuffer;
　　FloatBuffer cubeVerticesBuffer;
　　ByteBuffer cubeFacetsBuffer;
　　//控制旋转的角度
　　private float rotate;
　　public MyRenderer3(){
　　　　//将三棱锥的顶点位置数据数组包装成FloatBuffer
　　　　taperVerticesBuffer = FloatBuffer.wrap(taperVertices);
　　　　//将三棱锥的四个面的数组包装成ByteBuffer
　　　　taperFacetsBuffer = ByteBuffer.wrap(taperFacets);
　　　　//将三棱锥的四个顶点的颜色数组包装成IntBuffer
　　　　taperColorsBuffer = IntBuffer.wrap(taperColors);
　　　　//将立方体的顶点位置数据数组包装成FloatBuffer
　　　　cubeVerticesBuffer = FloatBuffer.wrap(cubeVertices);
　　　　//将立方体的6个面(12个三角形)的数组包装成ByteBuffer
　　　　cubeFacetsBuffer = ByteBuffer.wrap(cubeFacets);
　　}

　　@Override
　　public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
　　　　// 关闭抗抖动
　　　　gl.glDisable(GL10.GL_DITHER);
　　　　//设置系统对透视进行修正
　　　　gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL10.GL_FASTEST);
　　　　gl.glClearColor(0, 0, 0, 0);
　　　　//设置阴影平滑模式
　　　　gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);
　　　　//启用深度测试
　　　　gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);
　　　　//设置深度测试的类型
　　　　gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);
　　}

　　@Override
　　public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
　　　　// 设置3D视窗的大小及位置
　　　　gl.glViewport(0, 0, width, height);
　　　　//将当前矩阵模式视为投影矩阵
　　　　gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
　　　　//初始化单位矩阵
　　　　gl.glLoadIdentity();
　　　　//计算透视视窗的宽度、高度比
　　　　float ratio = (float)width/height;
　　　　//调用此方法设置透视视窗的空间大小
　　　　gl.glFrustumf(-ratio,ratio, -1, 1, 1, 10);
　　}

　　@Override
　　public void onDrawFrame(GL10 gl) {
　　　　// 清除屏幕缓存和深度缓存
　　　　gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
　　　　//启用顶点坐标数据
　　　　gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
　　　　//启用顶点颜色数据
　　　　gl.glEnableClientState(GL10.GL_COLOR_ARRAY);
　　　　//设置当前矩阵模式为模型视图
　　　　gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
　　　　//----------绘制第一个图形---------
　　　　//重置当前的模型视图矩阵
　　　　gl.glLoadIdentity();
　　　　gl.glTranslatef(-0.6f, 0.0f, -1.5f);
　　　　//沿着Y轴旋转
　　　　gl.glRotatef(rotate, 0.0f, 0.2f, 0f);
　　　　//设置顶点的位置数据
　　　　gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, taperVerticesBuffer);
　　　　//设置顶点的颜色数据
　　　　gl.glColorPointer(4, GL10.GL_FIXED, 0, taperColorsBuffer);
　　　　//按taperFacetsBuffer指定的面绘制三角形
　　　　gl.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP,
　　　　taperFacetsBuffer.remaining(), GL10.GL_UNSIGNED_BYTE,
　　　　taperFacetsBuffer);

　　　　//----------绘制第二个图形---------
　　　　//重置当前的模型视图矩阵
　　　　gl.glLoadIdentity();
　　　　gl.glTranslatef(0.7f, 0.0f, -2.2f);
　　　　//沿着Y轴旋转
　　　　gl.glRotatef(rotate, 0f, 0.2f, 0f);
　　　　//沿着X轴旋转
　　　　gl.glRotatef(rotate, 1f, 0f, 0f);
　　　　//设置顶点的位置数据
　　　　gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, cubeVerticesBuffer);
　　　　//不设置顶点的颜色数据，还用以前的颜色数据
　　　　//按cubeFacetsBuffer指定的面绘制三角形
　　　　gl.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP,
　　　　cubeFacetsBuffer.remaining(), GL10.GL_UNSIGNED_BYTE,
　　　　cubeFacetsBuffer);
　　　　//绘制结束
　　　　gl.glFinish();
　　　　gl.glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
　　　　//旋转角度增加1
　　　　rotate += 1;
　　}

}

从上面的程序不难看出，绘制3D图形的步骤与绘制2D图形的步骤基本相似，区别只是绘制3D图形不仅需要定义各顶点位置的坐标，还需要定义3D图形的各个三角面由哪些顶点组成，