Android 3D游戲開發教程

第一部分首先介紹OpenGL相關的術語，並引導你開始3D開發的第一步。
這個關於3D游戲的系列的叫做 Vortex .
這個教程主要focus在3D編程上，其他的東西比如菜單和程序生命周期雖然是代碼的一部分，但是在這裡不會被提到。
首先開始介紹OpenGL的術語。 
頂點Vertex
頂點是3D空間中的一個點，也是許多對象的基礎元素。在OpenGL中你可以生命少至二維坐標(X,Y)，多至四維(X,Y,Z,W). w軸是可選的，默認的值是1.0. Z軸也是可選的，默認為0. 在這個系列中，我們將要用到3個主要的坐標X，Y，Z，因為W一般都是被用來作為占位符。vertex的復數是vertices（這對非英語母語的人來說比較重要，因為這容易產生歧義）。所有的對象都是用vertices作為它們的點，因為點就是vertex。
三角形Triangle
三角形需要三個點才能創建。因此在OpenGL中，我們使用3個頂點來創建一個三角形。
多邊形Polygon
多邊形是至少有3個連接著的點組成的一個對象。三角形也是一個多邊形。
圖元Primitives
一個Primitive是一個三維的對象，使用三角形或者多邊形創建。形象的說，一個有50000個頂點的非常精細的模型是一個Primitive，同樣一個只有500個頂點的低模也叫做一個Primitive。
現在我們可以開始變成了。
創建一個工程交Vortex，activity也是這個名字。我們的工程應該大概是這個樣子的：

 1 package com.droidnova.android.games.vortex;
 2 
 3  import android.content.Context;
 4  import android.opengl.GLSurfaceView;
 5 
 6  public class VortexView extends GLSurfaceView {
 7     private static final String LOG_TAG = VortexView.class.getSimpleName();
 8     private VortexRenderer _renderer;
 9 
10     public VortexView(Context context) {
11         super(context);
12         _renderer = new VortexRenderer();
13         setRenderer(_renderer);
14     }
15 }
16  

如上所示，我們繼承了GLSurfaceView是因為它會幫助我們畫3D圖像。接下來看VortexRenderer類。一個Renderer包含畫一幀所必需的所有東西。 引用自這兒references 。Renderer負責OpenGL call來render一個幀。
來看一下這個類:

 1 package com.droidnova.android.games.vortex;
 2 
 3  import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
 4  import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;
 5 
 6  import android.opengl.GLSurfaceView;
 7 
 8  public class VortexRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {
 9  private static final String LOG_TAG = VortexRenderer.class.getSimpleName();
10 
11  private float _red = 0.9f;
12  private float _green = 0.2f;
13 private float _blue = 0.2f;
14 
15 @Override
16 public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
17 // Do nothing special.
18 }
19 
20 @Override
21 public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int w, int h) {
22 gl.glViewport(0, 0, w, h);
23 }
24 
25 @Override
26 public void onDrawFrame(GL10 gl) {
27 // define the color we want to be displayed as the "clipping wall"
28 gl.glClearColor(_red, _green, _blue, 1.0f);
29 // clear the color buffer to show the ClearColor we called above...
30 gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
31 }
32 }
33

好，我們做了什麼？
首先我們實現了GLSurfaceView.Renderer這個接口，主要是實現3個方法：onSurfaceCreated(), onSurfaceChanged() 和 onDrawFrame()。這些方法很容易理解，第一個在surface創建以後調用，第二個是在surface發生改變以後調用，例如從豎屏切換到橫屏的時候，最後一個方法是當任何時候調用一個畫圖方法的時候。
從11行到13行，我們用浮點數來定義RGB顏色系統中的每一個顏色。
在28行，我們通過glClearColor()方法為底色定義了顏色。底色是在我們能看到的所有東西的後面，所以所有在底色後面的東西都是不可見的。可以想象這種東西為濃霧，擋住了所有的東西。然後我們將要為之設置距離來show一下它怎麼用的。那時候你就一定會明白它是怎麼存在的了。
為了讓顏色變化可見，我們必須調用glClear()以及顏色緩沖的Mask來清空buffer，然後為我們的底色使用新的底色。 
 為了能看到它在起作用，我們這裡為MotionEvent創建一個response，使用它來改變顏色。首先在VortexRenderer中來創建一個設置顏色的函數。

1 public void setColor(float r, float g, float b) {
2     _red = r;
3     _green = g;
4     _blue = b;
5 }
6

下面是VortexView類中創建的方法來處理MotionEvent。

1 public boolean onTouchEvent(final MotionEvent event) {
2 queueEvent(new Runnable() {
3 public void run() {
4 _renderer.setColor(event.getX() / getWidth(), event.getY() / getHeight(), 1.0f);
5 }
6 });
7 return true;
8 }
9

我們創建了一個匿名的Runnable對象，這裡的run()方法調用renderer中的setColor方法。這有會根據MotionEvent坐標做一些小的計算。
現在我們已經有了一個小小的程序來使用OpenGl來改變我們的背景色了。
    在德語中我們叫這種小case為“Mit Kanonen auf Spatzen schießen”,翻譯過來應該是“你在車輪上打死了一只蒼蠅”。這說的恰到好處，這只是一個最最最小的例子，要學習OpenGL，你現在要准備更多更多的東西。
這部分最後提一下OpenGL的文檔documentation for OpenGL 。這個東西雖然可用想不高，但是它最少是一個文檔。
Eclipse工程源代碼在這裡下載（原地址）： Vortex Part I

這個系列的第二部分是關於如何添加一個三角形並可以旋轉它。
第一件事情是初始化需要顯示的三角形。我們來在VortexRenderer類中添加一個方法

 1 initTriangle()。 
 2 // new object variables we need
 3 // a raw buffer to hold indices
 4 private ShortBuffer _indexBuffer;
 5 
 6 // a raw buffer to hold the vertices
 7 private FloatBuffer _vertexBuffer;
 8 
 9 private short[] _indicesArray = {0, 1, 2};
10 private int _nrOfVertices = 3;
11 
12 // code snipped
13 
14 private void initTriangle() {
15     // float has 4 bytes
16     ByteBuffer vbb = ByteBuffer.allocateDirect(_nrOfVertices * 3 * 4);
17     vbb.order(ByteOrder.nativeOrder());
18     _vertexBuffer = vbb.asFloatBuffer();
19 
20     // short has 2 bytes
21     ByteBuffer ibb = ByteBuffer.allocateDirect(_nrOfVertices * 2);
22     ibb.order(ByteOrder.nativeOrder());
23     _indexBuffer = ibb.asShortBuffer();
24 
25     float[] coords = {
26         -0.5f, -0.5f, 0f, // (x1, y1, z1)
27         0.5f, -0.5f, 0f, // (x2, y2, z2)
28         0f, 0.5f, 0f // (x3, y3, z3)
29     };
30 
31     _vertexBuffer.put(coords);
32     _indexBuffer.put(_indicesArray);
33 
34     _vertexBuffer.position(0);
35     _indexBuffer.position(0);
36 }
37

讓我們從新的對象變量開始. _vertexBuffer為我們的三角形保存坐標._indexBuffer保存索引. _nrOfVertices變量定義需要多少個頂點.對於一個三角形來說,一共需要三個頂點. 這個方法首先為這裡兩個buffer分配必須的內存(14-22行). 接下來我們定義一些坐標(24-28行) 後面的注釋對用途給予了說明. 
在30行,我們將coords數組填充給_vertexBuffer . 同樣在31行將indices數組填充給_indexBuffer 。最後將兩個buffer都設置position為0.
為了防止每次都對三角形進行初始化，我們僅僅在onDrawFrame()之前的行數調用它一次。一個比較好的選擇就是在onSurfaceCreated()函數中.

1 public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
2     // preparation
3     gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
4     initTriangle();
5 }
6

glEnableClientState() 設置OpenGL使用vertex數組來畫。這是很重要的，因為如果不這麼設置OpenGL不知道如何處理我們的數據。接下來我們就要初始化我們的三角形。為什麼我們不需使用不同的buffer？ 在新的onDrawFrame()方法中我們必須添加一些新的OpenGL調用。

 1 public void onDrawFrame(GL10 gl) {
 2 // define the color we want to be displayed as the "clipping wall"
 3 gl.glClearColor(_red, _green, _blue, 1.0f);
 4 
 5 // clear the color buffer to show the ClearColor we called above...
 6 gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
 7 
 8 // set the color of our element
 9 gl.glColor4f(0.5f, 0f, 0f, 0.5f);
10 
11 // define the vertices we want to draw
12 gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, _vertexBuffer);
13 
14 // finally draw the vertices
15 gl.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLES, _nrOfVertices, GL10.GL_UNSIGNED_SHORT, _indexBuffer);
16 }
17

好，一步一步地看。
glClearColor() 和 glClear() 在教程I部分已經提到過。在第10行使用glColor4f(red, green, blue, alpha)設置三角形為暗紅色 .
在第13行，我們使用glVertexPointer()初始化Vertex Pointer. 第一個參數是大小，也是頂點的維數。我們使用的是x,y,z三維坐標。第二個參數，GL_FLOAT定義buffer中使用的數據類型。第三個變量是0，是因為我們的坐標是在數組中緊湊的排列的，沒有使用offset。最後哦胡第四個參數頂點緩沖。
最後，glDrawElements()將所有這些元素畫出來。第一個參數定義了什麼樣的圖元將被畫出來。第二個參數定義有多少個元素，第三個是indices使用的數據類型。最後一個是繪制頂點使用的索引緩沖。
當最後測試這個應用的使用，你會看到一個在屏幕中間靜止的三角形。當你點擊屏幕的時候，屏幕的背景顏色還是會改變。
現在往裡面添加對三角形的旋轉。下面的代碼是寫在VortexRenderer類中的.

1 private float _angle;
2 
3 public void setAngle(float angle) {
4 _angle = angle;
5 }
6

glRotatef()方法在glColor4f()之前被onDrawFrame()調用.

1 public void onDrawFrame(GL10 gl) {
2 // set rotation
3 gl.glRotatef(_angle, 0f, 1f, 0f);
4 
5 gl.glColor4f(0.5f, 0f, 0f, 0.5f);
6 // code snipped
7 }
8

這時候我們可以繞y軸旋轉。如果需要改變只需要改變glRotate()方法中的0f。這個參數中的值表示一個向量，標志三角形繞著旋轉的坐標軸。
要讓它可用，我們必須在VortexView中的onTouchEvent()中添加一個調用。

 1 public boolean onTouchEvent(final MotionEvent event) {
 2     queueEvent(new Runnable() {
 3         public void run() {
 4             _renderer.setColor(event.getX() / getWidth(), event.getY() / getHeight(), 1.0f);
 5             _renderer.setAngle(event.getX() / 10);
 6         }
 7     });
 8     return true;
 9 }
10

上面代碼中除以10是為了減小角度變換的速度。
現在編譯運行這個程序。如果你在屏幕的最左邊點擊，你會看到三角形輕微旋轉。如果你將手指移到右邊，旋轉的速度就會變得很快。
Eclipse工程的源代碼在這裡下載（原鏈接）: Vortex Part II

轉自：http://www.cnblogs.com/jk1001/archive/2010/08/16/1800373.html