[Android JNI]Android的NDK开发-基于NDK的OpenGL开发

叁歲伎倆 2022-09-18 11:00 332阅读 0赞

之前在学习Android的时候有写过[如果在Android中使用OpenGL][Android_OpenGL],当时完全都是用java语言来实现的，现在我们用NDK来实现一次。

实现的思路就是将渲染器中的onDrawFrame，onSurfaceChanged，onSurfaceCreated分别在C中实现，然后将C编译成.so文件之后在Java中直接调用相应的函数就可以了。

步骤就不详细叙述了，代码贴一下。

主Activity：

**\[java\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  **package** com.empty.ndkgl;  
2.    
3.  **import** com.example.ndkgl.R;  
4.    
5.  **import** android.opengl.GLSurfaceView;  
6.  **import** android.os.Bundle;  
7.  **import** android.app.Activity;  
8.  **import** android.view.Menu;  
9.    
10. **public** **class** NdkGlActivity **extends** Activity \{  
11.   
12.     @Override  
13.     **protected** **void** onCreate(Bundle savedInstanceState) \{  
14.         **super**.onCreate(savedInstanceState);  
15.         GLSurfaceView surface = **new** GLSurfaceView(**this**);    
16.         surface.setRenderer(**new** NdkGlRender());    
17.         setContentView(surface);   
18.     \}  
19.     **static** \{    
20.         //load library     
21.         System.loadLibrary("NdkGLRenderer");    
22.    \}    
23.     @Override  
24.     **public** **boolean** onCreateOptionsMenu(Menu menu) \{  
25.         // Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.  
26.         getMenuInflater().inflate(R.menu.activity\_ndkgl, menu);  
27.         **return** **true**;  
28.     \}  
29.   
30. \}

Render类代码：

**\[java\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  **package** com.empty.ndkgl;  
2.    
3.  **import** javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;  
4.  **import** javax.microedition.khronos.opengles.GL10;  
5.    
6.  **import** android.opengl.GLSurfaceView.Renderer;  
7.    
8.  **public** **class** NdkGlRender **implements** Renderer\{  
9.    
10.     //declare native function  
11.      **native** **private** **void** onNdkSurfaceCreated ();    
12.      **native** **private** **void** onNdkSurfaceChanged (**int** width, **int** height);    
13.      **native** **private** **void** onNdkDrawFrame();  
14.     @Override  
15.     **public** **void** onDrawFrame(GL10 arg0) \{  
16.         // TODO Auto-generated method stub  
17.         onNdkDrawFrame ();   
18.     \}  
19.   
20.     @Override  
21.     **public** **void** onSurfaceChanged(GL10 gl, **int** width, **int** height) \{  
22.         // TODO Auto-generated method stub  
23.         onNdkSurfaceChanged (width, height);  
24.     \}  
25.   
26.     @Override  
27.     **public** **void** onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) \{  
28.         // TODO Auto-generated method stub  
29.         onNdkSurfaceCreated ();  
30.     \}  
31.       
32.   
33. \}

在工程目录下创建jni文件夹，用下面的命令生成.h文件。

**\[plain\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  javah -classpath bin/classes -d jni com.empty.ndkgl.NdkGlRender

根据头文件来创建.c文件。

注：虽然生产的 .h文件在编译的时候并没有什么作用，但还是建议做这一步，因为.c文件中的函数名一定要和.h文件中的函数名一致，最后的程序才能正常运行，不然会出现如

java.lang.UnsatisfiedLinkError的bug。

**\[cpp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  \#include <jni.h>  
2.  \#include <GLES/gl.h>  
3.  unsigned **int** vbo\[2\];  
4.  **float** positions\[12\] = \{1,-1,0, 1,1,0, -1,-1,0, -1,1,0\};  
5.  **short** indices  \[4\]  = \{0,1,2,3\};  
6.  JNIEXPORT **void** JNICALL Java\_com\_empty\_ndkgl\_NdkGlRender\_onNdkSurfaceCreated (JNIEnv\* env, jobject obj)  
7.  \{  
8.      //生成两个缓存区对象  
9.      glGenBuffers (2, vbo);  
10.     //绑定第一个缓存对象  
11.     glBindBuffer (GL\_ARRAY\_BUFFER, vbo\[0\]);  
12.     //创建和初始化第一个缓存区对象的数据  
13.     glBufferData (GL\_ARRAY\_BUFFER, 4\*12, positions, GL\_STATIC\_DRAW);  
14.     //绑定第二个缓存对象  
15.     glBindBuffer (GL\_ELEMENT\_ARRAY\_BUFFER, vbo\[1\]);  
16.     //创建和初始化第二个缓存区对象的数据  
17.     glBufferData (GL\_ELEMENT\_ARRAY\_BUFFER, 2\*4, indices, GL\_STATIC\_DRAW);  
18. \}  
19. JNIEXPORT **void** JNICALL Java\_com\_empty\_ndkgl\_NdkGlRender\_onNdkSurfaceChanged(JNIEnv\* env, jobject obj, jint width, jint height)  
20. \{  
21.     //图形最终显示到屏幕的区域的位置、长和宽  
22.     glViewport (0,0,width,height);  
23.     //指定矩阵  
24.     glMatrixMode   (GL\_PROJECTION);  
25.     //将当前的矩阵设置为glMatrixMode指定的矩阵  
26.     glLoadIdentity ();  
27.     glOrthof(-2, 2, -2, 2, -2, 2);  
28. \}  
29.   
30. JNIEXPORT **void** JNICALL Java\_com\_empty\_ndkgl\_NdkGlRender\_onNdkDrawFrame (JNIEnv\* env, jobject obj)  
31. \{  
32.     //启用顶点设置功能，之后必须要关闭功能  
33.     glEnableClientState (GL\_VERTEX\_ARRAY);  
34.     //清屏  
35.     glClearColor (0,0,1,1);  
36.     glClear (GL\_COLOR\_BUFFER\_BIT | GL\_DEPTH\_BUFFER\_BIT);  
37.     glMatrixMode (GL\_MODELVIEW);  
38.     glLoadIdentity ();  
39.     glBindBuffer    (GL\_ARRAY\_BUFFER, vbo\[0\]);  
40.     //定义顶点坐标  
41.     glVertexPointer (3, GL\_FLOAT, 0, 0);  
42.     glBindBuffer    (GL\_ELEMENT\_ARRAY\_BUFFER, vbo\[1\]);  
43.     //按照参数给定的值绘制图形  
44.     glDrawElements  (GL\_TRIANGLE\_STRIP, 4, GL\_UNSIGNED\_SHORT, 0);  
45.     //关闭顶点设置功能  
46.     glDisableClientState(GL\_VERTEX\_ARRAY);  
47. \}

编写Android.mk

**\[plain\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  \#FileName:Android.mk  
2.  \#Description:makefile of NdkGl  
3.  LOCAL\_PATH := $(call my-dir)  
4.    
5.  include $(CLEAR\_VARS)  
6.    
7.  LOCAL\_MODULE    := NdkGLRenderer  
8.  LOCAL\_SRC\_FILES := com\_empty\_ndkgl\_NdkGlRender.c  
9.     
10. LOCAL\_LDLIBS := -lGLESv1\_CM  
11.   
12. include $(BUILD\_SHARED\_LIBRARY)

编译库

**\[plain\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  $NDK\_ROOT/ndk-build

在Eclipse中运行程序

![1357979824_3910.png][]

通过修改.c的实现，我们就可以绘制不同的图形。

比如网格圆球：

**\[cpp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  \#include <jni.h>  
2.  \#include <unistd.h>  
3.  \#include <stdlib.h>  
4.  \#include <stdio.h>  
5.  \#include <math.h>  
6.  \#include <GLES/gl.h>  
7.  **typedef** unsigned **char** byte;  
8.  **typedef** **struct** \{  
9.     GLfloat x,y,z;  
10. \} XYZ;  
11. **float** rotateQuad;  
12. \#define PI 3.14159265  
13. \#define DTOR PI/180  
14. **static** byte indices\[8\]=\{0,1,1,2,2,3,3,0\};  //索引数组  
15.   
16. **void** CreateUnitSphere(**int** dtheta,**int** dphi)  
17. \{  
18.    **int** n;  
19.    **int** theta,phi;  
20.    XYZ p\[4\];  
21.   
22.    **for** (theta=-90;theta<=90-dtheta;theta+=dtheta) \{  
23.       **for** (phi=0;phi<=360-dphi;phi+=dphi) \{  
24.          n = 0;  
25.          p\[n\].x = cos(theta\*DTOR) \* cos(phi\*DTOR);  
26.          p\[n\].y = cos(theta\*DTOR) \* sin(phi\*DTOR);  
27.          p\[n\].z = sin(theta\*DTOR);  
28.          n++;  
29.          p\[n\].x = cos((theta+dtheta)\*DTOR) \* cos(phi\*DTOR);  
30.          p\[n\].y = cos((theta+dtheta)\*DTOR) \* sin(phi\*DTOR);  
31.          p\[n\].z = sin((theta+dtheta)\*DTOR);  
32.          n++;  
33.          p\[n\].x = cos((theta+dtheta)\*DTOR) \* cos((phi+dphi)\*DTOR);  
34.          p\[n\].y = cos((theta+dtheta)\*DTOR) \* sin((phi+dphi)\*DTOR);  
35.          p\[n\].z = sin((theta+dtheta)\*DTOR);  
36.          n++;  
37.          **if** (theta >=-90 && theta <= 90) \{  
38.             p\[n\].x = cos(theta\*DTOR) \* cos((phi+dphi)\*DTOR);  
39.             p\[n\].y = cos(theta\*DTOR) \* sin((phi+dphi)\*DTOR);  
40.             p\[n\].z = sin(theta\*DTOR);  
41.             n++;  
42.          \}  
43.   
44.          /\* Do something with the n vertex facet p \*/  
45.   
46.         glVertexPointer(3, GL\_FLOAT, 0, p);  
47.         glDrawElements(GL\_LINES, 8, GL\_UNSIGNED\_BYTE, indices);  
48.   
49.   
50.       \}  
51.    \}  
52. \}  
53.   
54.   
55. JNIEXPORT **void** JNICALL Java\_com\_empty\_ndkgl\_NdkGlRender\_onNdkSurfaceCreated (JNIEnv\* env, jobject obj)  
56. \{  
57.         // 启用阴影平滑  
58.     glShadeModel(GL\_SMOOTH);  
59.   
60.     // 黑色背景  
61.     glClearColor(0, 0, 0, 0);  
62.   
63.     // 设置深度缓存  
64.     glClearDepthf(1.0f);  
65.     // 启用深度测试  
66.     glEnable(GL\_DEPTH\_TEST);  
67.     // 所作深度测试的类型  
68.     glDepthFunc(GL\_LEQUAL);  
69.   
70.     // 告诉系统对透视进行修正  
71.     glHint(GL\_PERSPECTIVE\_CORRECTION\_HINT, GL\_FASTEST);\}  
72. JNIEXPORT **void** JNICALL Java\_com\_empty\_ndkgl\_NdkGlRender\_onNdkSurfaceChanged(JNIEnv\* env, jobject obj, jint width, jint height)  
73. \{  
74.     //图形最终显示到屏幕的区域的位置、长和宽  
75.     glViewport (0,0,width,height);  
76.     //指定矩阵  
77.     glMatrixMode   (GL\_PROJECTION);  
78.     //将当前的矩阵设置为glMatrixMode指定的矩阵  
79.     glLoadIdentity ();  
80.     glOrthof(-2, 2, -2, 2, -2, 2);  
81. \}  
82.   
83. JNIEXPORT **void** JNICALL Java\_com\_empty\_ndkgl\_NdkGlRender\_onNdkDrawFrame (JNIEnv\* env, jobject obj)  
84. \{  
85.      //启用顶点设置功能，之后必须要关闭功能  
86.     glEnableClientState (GL\_VERTEX\_ARRAY);  
87.      //清屏  
88.     glClear (GL\_COLOR\_BUFFER\_BIT | GL\_DEPTH\_BUFFER\_BIT);  
89.   
90.     glMatrixMode (GL\_MODELVIEW);  
91.     glLoadIdentity ();   
92.     glFrontFace(GL\_CW);  
93.   
94.     glRotatef(rotateQuad, 1.0f, 1.0f, 0.0f);//旋转效果  
95.     CreateUnitSphere(10,10);  
96.      //关闭顶点设置功能  
97.      glDisableClientState(GL\_VERTEX\_ARRAY);  
98.     rotateQuad -= 1.5f;  
99. \}

![1357980846_5949.png][]

立方体

**\[cpp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  \#include <jni.h>  
2.  \#include <unistd.h>  
3.  \#include <stdlib.h>  
4.  \#include <stdio.h>  
5.  \#include <math.h>  
6.  \#include <GLES/gl.h>  
7.  \#define col 1.0f  
8.  \#define pos 1.0f  
9.  \#define PI 3.14159265  
10. **static** GLfloat vertex\[\] = \{  
11.                -pos,-pos,-pos,  /\*0\*/  
12.                 -pos,-pos,pos,  /\*1\*/  
13.                 pos,-pos,pos,   /\*2\*/  
14.                 pos,-pos,-pos,  /\*3\*/  
15.                 -pos,pos,-pos,  /\*4\*/  
16.                 -pos,pos,pos,   /\*5\*/  
17.                 pos,pos,pos,    /\*6\*/  
18.                 pos,pos,-pos,   /\*7\*/  
19.        \};  
20.          
21. **static** GLfloat colors\[\] = \{  
22.                col,0,0,col,  
23.                 0,col,0,col,  
24.                 0,0,col,col,  
25.                 col,col,0,col,  
26.                 col,0,col,col,  
27.                 0,col,col,col,  
28.                 0,0,0,col,  
29.                 col,col,col,col,  
30.        \};  
31.          
32. **static** GLubyte mindex\[\] = \{  
33.                 0,2,1,  0,3,2,  
34.                 5,1,6,  6,1,2,  
35.                 6,2,7,  7,2,3,  
36.                 0,4,3,  4,7,3,  
37.                 4,0,1,  4,1,5,  
38.                 4,5,6,  4,6,7,  
39.        \};  
40.   
41. **static** GLfloat angle = 0.0f;  
42.   
43.   
44. JNIEXPORT **void** JNICALL Java\_com\_empty\_ndkgl\_NdkGlRender\_onNdkSurfaceCreated (JNIEnv\* env, jobject obj)  
45. \{  
46.     // 启用阴影平滑  
47.     glShadeModel(GL\_SMOOTH);  
48.   
49.     // 黑色背景  
50.     glClearColor(0, 0, 0, 0);  
51.   
52.     // 设置深度缓存  
53.     glClearDepthf(1.0f);  
54.     // 启用深度测试  
55.     glEnable(GL\_DEPTH\_TEST);  
56.     // 所作深度测试的类型  
57.     glDepthFunc(GL\_LEQUAL);  
58.     // 告诉系统对透视进行修正  
59.     glHint(GL\_PERSPECTIVE\_CORRECTION\_HINT, GL\_FASTEST);  
60. \}  
61. **static** **void** \_gluPerspective(GLfloat fovy, GLfloat aspect, GLfloat zNear, GLfloat zFar)    
62. \{    
63.     GLfloat top = zNear \* ((GLfloat) tan(fovy \* PI / 360.0));    
64.     GLfloat bottom = -top;    
65.     GLfloat left = bottom \* aspect;    
66.     GLfloat right = top \* aspect;    
67.     glFrustumf(left, right, bottom, top, zNear, zFar);    
68. \}  
69. JNIEXPORT **void** JNICALL Java\_com\_empty\_ndkgl\_NdkGlRender\_onNdkSurfaceChanged(JNIEnv\* env, jobject obj, jint width, jint height)  
70. \{  
71.     **if** (height==0)                              // 防止被零除    
72.       \{    
73.               height=1;                         // 将Height设为1    
74.       \}    
75.     
76.       glViewport(0, 0, width, height);                  // 重置当前的视口    
77.       glMatrixMode(GL\_PROJECTION);                      // 选择投影矩阵    
78.       glLoadIdentity();                         // 重置投影矩阵    
79.     
80.       GLfloat ratio = (GLfloat)width/(GLfloat)height;    
81.       // 设置视口的大小    
82.       \_gluPerspective(45.0f,(GLfloat)width/(GLfloat)height,0.1f,100.0f);    
83.   //    glOrthof(-2.0f, 2.0f, -2.0f, 2.0f, -2.0f, 2.0f);    
84.     
85.       glMatrixMode(GL\_MODELVIEW);                       // 选择模型观察矩阵    
86.       glLoadIdentity();                         // 重置模型观察矩阵  
87. \}  
88.   
89. JNIEXPORT **void** JNICALL Java\_com\_empty\_ndkgl\_NdkGlRender\_onNdkDrawFrame (JNIEnv\* env, jobject obj)  
90. \{  
91.     glClear(GL\_COLOR\_BUFFER\_BIT | GL\_DEPTH\_BUFFER\_BIT);         
92.     glMatrixMode(GL\_MODELVIEW);  
93.     glLoadIdentity();  
94.     glTranslatef(0, 0, -8.0f);  
95.     glRotatef(angle, 0, 1.0F, 0);  
96.     glRotatef(angle, 0, 0, 1.0F);  
97.            
98.     glEnableClientState(GL\_VERTEX\_ARRAY);  
99.     glEnableClientState(GL\_COLOR\_ARRAY);  
100.             
101.     glVertexPointer(3,GL\_FLOAT,0,vertex);  
102.     glColorPointer(4,GL\_FLOAT,0,colors);  
103.             
104.     glDrawElements(GL\_TRIANGLES,36,GL\_UNSIGNED\_BYTE,mindex);         
105.     glDisableClientState(GL\_VERTEX\_ARRAY);  
106.     glDisableClientState(GL\_COLOR\_ARRAY);  
107.     angle += 1.2f;  
108. \}

![1357988659_7346.png][]

打完收工。

2013.1.15日更新：

发现一个更强的demo，就在NDK的samples文件夹中，san-angeles就是了！

San Angeles Observation，XX大赛的冠军，原程序只有4K，被google收录到NDK的demo里面了，下面我们就跑一下它。

直接在Eclipse中创建Android工程，选择Android Project From Exiting Code。  
![1358231627_7328.png][]

直接跑的话会报错，提示无法初始化，我们必须先把c编译成.so.

命令行进入到项目文件夹，执行ndk-build

![1358231747_7075.png][]

再修改一下Activity，让它全屏幕现实，只修改onCreate函数就可以了。

**\[java\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  @Override  
2.  **protected** **void** onCreate(Bundle savedInstanceState) \{  
3.      **super**.onCreate(savedInstanceState);  
4.      mGLView = **new** DemoGLSurfaceView(**this**);  
5.      requestWindowFeature(Window.FEATURE\_NO\_TITLE);    
6.      getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG\_FULLSCREEN,     
7.                      WindowManager.LayoutParams.FLAG\_FULLSCREEN);  
8.      setContentView(mGLView);  
9.  \}

运行结果：

![1358231873_2119.png][]

![1358232011_1588.png][]

[Android_OpenGL]: http://blog.csdn.net/qp120291570/article/details/7938332
[view plain]: http://blog.csdn.net/silangquan/article/details/8496454#
[1357979824_3910.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201301/12/1357979824_3910.png
[1357980846_5949.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201301/12/1357980846_5949.png
[1357988659_7346.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201301/12/1357988659_7346.png
[1358231627_7328.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201301/15/1358231627_7328.png
[1358231747_7075.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201301/15/1358231747_7075.png
[1358231873_2119.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201301/15/1358231873_2119.png
[1358232011_1588.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201301/15/1358232011_1588.png