Android opengl ES 实现后台绘图并保存成bitmap


最近在android 上有个构思,就是如何使用opengl ES在后台绘制个3D图片,然后把这个绘制好的图片保存成bitmap格式。。。想了好几天,也尝试了多种方法,但是都不行,一开始尝试用GLSurfaceView的方式,但是这样会导致我的Activity和渲染的东东发生联系,我想要要的结果是无论如何我的主Acivity都不能和我渲染的图片发生任何关系(也就是说主Acitivity不能显示任何我渲染的东西出来)。

首先来说的话,opengl es是来自于Opengl(精简版),ES针对嵌入式灵巧的设备(embided device),而opengl是针对PC这样的超级怪物
,这也就不难理解它为什么要被"瘦身"了,在opengl中有个双缓冲的概念,也就是说前面显示,后面画图,这样可以达到无闪烁的境界。所以理论上来说我们应该也要效仿这种方式,将图片绘制到后台缓冲中,达到目的。这里先贴个opengl的方式:

glutInitDisplayMode(GLUT_RGB|GLUT_DOUBLE);
// draw 
...
// draw end
pixeldata = (GlutByte)malloc(width*height*bytes);
glReadPixels(x, y, width, height, GL_BGR_EXT, GL_UNSIGNED_BYTE, pixeldata);
这个用到glut包,上面几个是关键函数,如果大家想知道如何去画bitmap的话,下面我也贴下画bitmap的方式,无非就是把读到的像素值pixeldata最后写道bitmap文件中,不过这里要注意两点,1个是bitmap的像素排列格式是BGR,所以当你试图去
glReadPixels
获取原始像素的时候请使用GL_BGR_EXT这个参数,其次bitmap是个结构体,在C,C++代码处写起来还是需要一定的格式的,不然生成的bitmap文件有问题,具体的格式可以去查,我贴下我从网上找来的一段实现bitmap的代码(经过验证这个是可用的,写这个的人还是比较靠谱的,赞一个),如下:

typedef long LONG;
typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned int DWORD;
typedef unsigned short WORD;


typedef struct {
        WORD    bfType;
        DWORD   bfSize;
        WORD    bfReserved1;
        WORD    bfReserved2;
        DWORD   bfOffBits;
} BMPFILEHEADER_T;

typedef struct{
        DWORD      biSize;
        DWORD       biWidth;
        DWORD       biHeight;
        WORD       biPlanes;
        WORD       biBitCount;
        DWORD      biCompression;
        DWORD      biSizeImage;
        DWORD       biXPelsPerMeter;
        DWORD       biYPelsPerMeter;
        DWORD      biClrUsed;
        DWORD      biClrImportant;
} BMPINFOHEADER_T;

void init();
void display();

static GLubyte *PixelData;

void Snapshot( BYTE * pData, int width, int height,  char * filename ,DWORD size)
{

      // 位图第一部分,文件信息
       BMPFILEHEADER_T bfh={0};
       bfh.bfType = (WORD)0x4d42;  //bm
       bfh.bfSize = (DWORD)(size+54);
       bfh.bfReserved1 = 0; // reserved
       bfh.bfReserved2 = 0; // reserved
       bfh.bfOffBits = 54;
       // 位图第二部分,数据信息
       BMPINFOHEADER_T bih={0};
       bih.biSize = 40;
       bih.biWidth = width;
       bih.biHeight = height;
       bih.biPlanes = 1;
       bih.biBitCount = 24; //24真彩色位图
       bih.biCompression = 0;
       bih.biSizeImage = 0;
       bih.biXPelsPerMeter = 0;
       bih.biYPelsPerMeter = 0;
       bih.biClrUsed = 0;
       bih.biClrImportant = 0;

       FILE * fp = fopen(filename,"wb");
       if( !fp ) return;
       fwrite( &bfh.bfType,1,2,fp );
       fwrite( &bfh.bfSize,1,4,fp );
       fwrite( &bfh.bfReserved1,1,2,fp );
       fwrite( &bfh.bfReserved2,1,2,fp );
       fwrite( &bfh.bfOffBits,1,4,fp );
       fwrite( &bih,1,sizeof(BMPINFOHEADER_T),fp );
       fwrite(pData,1,size,fp);
       fclose( fp );

}

废话不多说开始入正题:

先构思下,我们需要要建个很一般的Acitivity,然后在上面加个按钮,当点击按钮的时候,开始在后台绘制图片,然后将图片的pixel读出来,转化成bitmap 保存。

Idea有了,那么开始干活。

1 建立个Acivity,按照Android的工程步骤提示在eclipse里面建立,这个不多说,我是App文盲,我都知道怎么做。

2 在本地Avivity的onCreate里面添加button和button监听事件,并且在里面处理初始化后台画图的一些操作。

       btn.setOnClickListener(new OnClickListener() {
        	@Override 
            public void onClick(View v)  
            {  
                // TODO Auto-generated method stub  
        		//prepare init EGL environment 
        	     BackDraw = new BackDraw(); //init backdraw
        	     Log.d("GlActivity:", "render in background");

            }  
        });       
3  下面就是BackDraw的类的具体搭建了,我在这个类的构造函数中去初始化EGL环境,为后面的画图渲染创造条件。这个里面需要说明的是,一般我们想要用opengl渲染图片或者绘制图片都是通过GLSurfaceView.render做的,目的是通过在onDrawFrame里面调用gl函数在后台framebuffer中画图片,然后把图片显示到前台,这个一般是自动的。如果你不改任何东西,那么只要你一画好,你就会在前台看到你画的东东。那么如何将图片画在后台,而不自动显示到前台呢,我仔细看了下GLSurfaceView的实现,这个是继承于SurfaceView类,这个类在surfacecreate里面有我们想要的参考代码,这里不作具体说明,我只想说灵魂就是1个函数

eglCreatePbufferSurface
这个函数是在内存中创建1个off-screen的framebuffer,我们绘制图片可以在这个上面绘制,具体每个函数干么用的可以参考EGL官方网站的函数说明 EGL HOME, 这里不多描述了,总之在我们要画图之前,我们先要解决如何构建画图的环境,画在哪的问题,在我们开始搭建环境之间,EGL需要有些属性建立,如长宽,像素的byte大小,Surface类型等等,如下面
        private int[] version = new int[2]; 
	EGLConfig[] configs = new EGLConfig[1];
	int[] num_config = new int[1];
        //EglchooseConfig used this config
        int[] configSpec ={
		EGL10.EGL_SURFACE_TYPE, EGL10.EGL_PBUFFER_BIT, 
		EGL10.EGL_RED_SIZE, 8,
		EGL10.EGL_GREEN_SIZE, 8,
		EGL10.EGL_BLUE_SIZE, 8,
		EGL10.EGL_ALPHA_SIZE, 8,
		EGL10.EGL_NONE 
	 };
        //eglCreatePbufferSurface used this config 
         int attribListPbuffer[] = {
			EGL10.EGL_WIDTH, 480,
			EGL10.EGL_HEIGHT, 800,
			EGL10.EGL_NONE
	 };
这里面要说明的是
EGL10.EGL_SURFACE_TYPE, EGL10.EGL_PBUFFER_BIT,
如果你要创建的是PbufferSurface(后台显示)类型,就要说明这个,如果要创建WindowSurface(前台显示),需要EGL10.EGL_WINDOW_BIT类型,还有的是属性数组最好不要乱加值,有些函数只能接受特定的值,如果你乱加,函数在执行的时候会失败,比如
attribListPbuffer
它是eglCreatePbufferSurface函数在创建PbufferSuface时传入的属性,它只接受三个属性,我一开始加了个其他的属性,结果导致创建失败。

还有个要提到的,就是attribListPbuffer[]数组,一定要把长宽的配置设置了

EGL10.EGL_WIDTH, 480,
EGL10.EGL_HEIGHT, 800,
因为如果不设置,默认是0,如果你等会在这个surface上画图你会悲催的哭,因为你无论怎么画,画到地球毁灭,最后在surface上的只有空气。。。如果你要画480*800的图,那么你就把surface的长宽也相应的设下。


好了属性配置好了,下面就是构造EGL环境,做的事情可以概括为三件事

1 弄个PbufferSurface出来

2 弄个context出来,并把这个context绑定到surface中

3 通过context弄个GL对象,用这个GL对象绘制渲染图片。

Here we go...

        private void initEGL()
	{
		
		mEgl = (EGL10)EGLContext.getEGL();
		
		EGLDisplay mEglDisplay = mEgl.eglGetDisplay(EGL10.EGL_DEFAULT_DISPLAY);
		
		mEgl.eglInitialize(mEglDisplay, version);
		
		mEgl.eglChooseConfig(mEglDisplay, configSpec, configs, 1, num_config);
		
		EGLConfig mEglConfig = configs[0];

		EGLContext mEglContext = mEgl.eglCreateContext(mEglDisplay, mEglConfig,
				EGL10.EGL_NO_CONTEXT,
				null);
		if (mEglContext == EGL10.EGL_NO_CONTEXT)
		{
			//mEgl.eglDestroySurface(mEglDisplay, mEglSurface);
			Log.d("ERROR:", "no CONTEXT");
		}
		//注意这个attribListPbuffer,属性表
		EGLSurface mEglPBSurface = mEgl.eglCreatePbufferSurface(mEglDisplay, mEglConfig, attribListPbuffer);
		if (mEglPBSurface == EGL10.EGL_NO_SURFACE)
		{
			//mEgl.eglDestroySurface(mEglDisplay, mEglPBSurface);
			int ec = mEgl.eglGetError();
			if (ec == EGL10.EGL_BAD_DISPLAY)
			{
				Log.d("ERROR:", "EGL_BAD_DISPLAY");
			}
			if (ec == EGL10.EGL_BAD_DISPLAY)
			{
				Log.d("ERROR:", "EGL_BAD_DISPLAY");
			}
			if (ec == EGL10.EGL_NOT_INITIALIZED)
			{
				Log.d("ERROR:", "EGL_NOT_INITIALIZED");
			}
			if (ec == EGL10.EGL_BAD_CONFIG)
			{
				Log.d("ERROR:", "EGL_BAD_CONFIG");
			}
			if (ec == EGL10.EGL_BAD_ATTRIBUTE)
			{
				Log.d("ERROR:", "EGL_BAD_ATTRIBUTE");
			}
			if (ec == EGL10.EGL_BAD_ALLOC)
			{
				Log.d("ERROR:", "EGL_BAD_ALLOC");
			}
			if (ec == EGL10.EGL_BAD_MATCH)
			{
				Log.d("ERROR:", "EGL_BAD_MATCH");
			}					
		}
		
		
		if (!mEgl.eglMakeCurrent(mEglDisplay, mEglPBSurface, mEglPBSurface,
				mEglContext))//这里mEglPBSurface,意思是画图和读图都是从mEglPbSurface开始
                {
			
			Log.d("ERROR:", "bind failed ECODE:"+mEgl.eglGetError());
                }
		
                GL10 gl = (GL10) mEglContext.getGL();
           }

以上具体的初始化流程我是参考 http://blog.sina.com.cn/s/blog_413978670100bxsl.html. 小提示: 有的时候在这些创建过程中,会有失败,我们可以通过调用
mEgl.eglGetError();
获取上次egl执行函数的错误码,通过比较错误码,可以找到错误问题点,我的
eglCreatePbufferSurface
就是这么做的,可以参考下。

好了现在该有的都有了,下面就是开始在你"纸"上画图了,具体怎么画我就不多说了吧,无非是什么gl.clear()啊。。。。

Ok现在图画完了,那么该保存图片了,这些图片的像素值都被保存在刚才我们建立的PB Framebuffer中,也就是那个存在于内存中的off-screen surface.下面就是读图了,和Opengl一样,读取当前framebuffer中的像素的方式都是gl.glReadPixels这个函数,实现如下,注意它的pixel参数是IntBuffer类型

IntBuffer PixelBuffer = IntBuffer.allocate(width*height);
PixelBuffer.position(0);
gl.glReadPixels(0, 0, width, height, GL10.GL_RGBA, GL10.GL_UNSIGNED_BYTE, PixelBuffer); 
具体这个函数参数怎么用不解释自己看函数说明。

好了现在framebuffer中的像素已经被读到pixelBuffer中了,这里面还要说明的是因为我的是RGBA格式所以1个像素是4个字节,如果是RGB那么就是3字节,分配内存的时候要注意。

原始像素有了,最后就是画bitmap了,Android有个创建bitmap的方法,如下:

PixelBuffer.position(0);//这里要把读写位置重置下
int pix[] = new int[width*height];
PixelBuffer.get(pix);//这是将intbuffer中的数据赋值到pix数组中

Bitmap bmp = Bitmap.createBitmap(pix, width, height,Bitmap.Config.ARGB_8888);//pix是上面读到的像素
FileOutputStream fos = null;
try {
	fos = new FileOutputStream("/sdcard/screen.png");//注意app的sdcard读写权限问题
} catch (FileNotFoundException e) {
// TODO Auto-generated catch block
   e.printStackTrace();
} 
		
   bmp.compress(CompressFormat.PNG, 100, fos);//压缩成png,100%显示效果
try {
	fos.flush();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
   e.printStackTrace();
   }
						
}
好了,这下完是Ok了,打完收工。

PS:我也是刚刚研究这些东西,可能还有不全面的,只供参考,有什么问题,希望大家热心指认,谢谢。







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