Android OpenGL ES 3D坐标变换入门教程

OpenGL ES是Open Graphics Library的移动版本，专为嵌入式系统和移动设备而设计。它是由Khronos Group开发和维护的，用于在包括Android在内的多个平台上进行2D和3D渲染。在Android设备上使用OpenGL ES进行3D图形编程时，坐标变换是一个核心概念，它涉及模型、视图和投影矩阵的应用，以将3D场景中的对象放置到屏幕上。 在了解OpenGL ES中3D坐标变换之前，我们先来梳理一下几个关键的坐标系统。在3D图形编程中，对象通常是首先在它们自己的局部空间（模型空间）中定义的。随后，这些局部坐标需要被转换到一个共同的坐标系中，以便能够将它们结合在一起绘制整个场景。这个共同的坐标系叫做世界空间。最后，为了将3D场景渲染到2D屏幕上，还需要将世界空间坐标转换到视图空间和投影空间，这一步通常涉及裁剪和透视变换。 在OpenGL ES中实现这些坐标变换，主要依赖于矩阵运算。矩阵是一种数学工具，它在3D图形编程中被广泛用来表达变换操作。以下是几个常用的变换矩阵： 1. 模型矩阵（Model Matrix）：将局部坐标转换为世界空间坐标。如果场景中包括多个对象，则每个对象都需要一个模型矩阵来正确放置它们在世界空间中的位置和方向。 2. 视图矩阵（View Matrix）：将世界空间坐标转换为视图空间坐标，视图矩阵通常基于相机的位置和朝向来创建。它用于模拟相机在世界中的位置。 3. 投影矩阵（Projection Matrix）：将视图空间坐标转换为裁剪空间坐标。投影矩阵定义了相机的视角和视景体的形状（透视投影或正交投影），它们决定了哪些部分的3D场景最终会被渲染到屏幕。 在Android平台上使用OpenGL ES编程时，通常会从创建一个OpenGL ES的渲染环境开始，然后设置相应的视图和投影矩阵，最后在渲染循环中绘制和变换3D对象。一个典型的OpenGL ES 3D程序包括以下几个关键步骤： 1. 初始化OpenGL ES环境和渲染器。 2. 设置视图和投影矩阵，这通常在渲染器的onSurfaceChanged()方法中完成。 3. 在渲染循环中，首先清除屏幕，并应用视图和投影矩阵。 4. 为每个3D对象计算模型矩阵，并将其应用到渲染管道中。 5. 使用OpenGL ES的绘制命令绘制3D对象。 6. 交换缓冲区，将渲染结果呈现到屏幕上。 接下来，我们将深入分析标题中提到的“opengles for android 3d 坐标变换”源码。根据描述，这是一个入门级教程，会涉及到如何使用OpenGL ES来处理3D坐标变换的基本概念和实践。由于没有提供源码的具体内容，我们无法对代码进行逐行分析，但我们可以提出一些关键点，这些点通常会在处理OpenGL ES中的3D坐标变换时涉及： - 初始化OpenGL ES渲染环境，加载和配置着色器。 - 设置视图和投影矩阵，使用GLKMatrix4类或其他矩阵库来定义模型、视图和投影矩阵。 - 在绘制循环中，传递模型矩阵给着色器，使对象在3D空间中正确放置。 - 实现触摸事件监听器或使用传感器数据来调整视图矩阵，从而实现相机的旋转、缩放等交互操作。 - 根据需要使用投影矩阵来进行透视变换，保证3D效果的真实感。 - 在着色器代码中处理坐标变换，确保顶点和像素数据在经过变换矩阵处理后能正确显示。 通过阅读和理解“OpenGLESTutorial”文件中的教程说明，开发者可以掌握使用OpenGL ES在Android平台上进行3D渲染的基础知识，其中包含坐标变换的处理，为进一步的3D图形开发打下坚实的基础。