OpenGL纹理映射和光照效果

在前面我们已经可以绘制出一个带有颜色的立方体了，但是这些颜色是系统自带的黄色，绿色等，有时候这并不能满足我们的要求，这时候就需要将纹理映射到立方体上去了。

为使用纹理，我们需要打开OpenGL的一些开关以启动我们需要的一些功能：

gl.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D);

这个调用是必不可缺的；如果你没有打开此功能，那么你就无法将图像映射到多边形上。它可以在需要时打开和关闭，通常在初始化时打开。

生成纹理

OpenGL 中的纹理通过一个唯一号引用，通过函数 glBindTexture() 实现。你 可以自己指定这个唯一号，或者通过调用 glGenTextures () 函数生成一个唯一 号。

 // 2.生成纹理ID  
        int[] tmp_tex = new int[1];//尽管只有一个纹理，但使用一个元素的数组  
        //glGenTextures(申请个数，存放数组，偏移值）  
        gl.glGenTextures(1, tmp_tex, 0); //向系统申请可用的，用于标示纹理的ID  
        int texture = tmp_tex[0];  

纹理绑定

在为纹理生成名称后，在为纹理提供图像数据之前，我们必须绑定纹理。绑定使得指定纹理处于活动状态。一次只能激活一个纹理。活动的或“被绑定”的纹理是绘制多边形时使用的纹理，也是新纹理数据将加载其上纹理，所以在提供图像数据前必须绑定纹理。

gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, texture);

绑定纹理数据，传入指定图片
GLUtils.texImage2D(GL10.GL_TEXTURE_2D, 0, bmp, 0);

下面看一下完整代码：

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.FloatBuffer;

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

import android.content.Context;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.opengl.GLSurfaceView.Renderer;
import android.opengl.GLU;
import android.opengl.GLUtils;

public class CubeRenderer implements Renderer {  
    
    Bitmap bmp;     
    float box[] = new float[] {  
            // FRONT  
            -0.5f, -0.5f,  0.5f,  
             0.5f, -0.5f,  0.5f,  
            -0.5f,  0.5f,  0.5f,  
             0.5f,  0.5f,  0.5f,  
            // BACK  
            -0.5f, -0.5f, -0.5f,  
            -0.5f,  0.5f, -0.5f,  
             0.5f, -0.5f, -0.5f,  
             0.5f,  0.5f, -0.5f,  
            // LEFT  
            -0.5f, -0.5f,  0.5f,  
            -0.5f,  0.5f,  0.5f,  
            -0.5f, -0.5f, -0.5f,  
            -0.5f,  0.5f, -0.5f,  
            // RIGHT  
             0.5f, -0.5f, -0.5f,  
             0.5f,  0.5f, -0.5f,  
             0.5f, -0.5f,  0.5f,  
             0.5f,  0.5f,  0.5f,  
            // TOP  
            -0.5f,  0.5f,  0.5f,  
             0.5f,  0.5f,  0.5f,  
             -0.5f,  0.5f, -0.5f,  
             0.5f,  0.5f, -0.5f,  
            // BOTTOM  
            -0.5f, -0.5f,  0.5f,  
            -0.5f, -0.5f, -0.5f,  
             0.5f, -0.5f,  0.5f,  
             0.5f, -0.5f, -0.5f,  
        };  
      
    float lightAmbient[] = new float[] { 0.5f, 0.5f, 0.6f, 1.0f };  //环境光  
    float lightDiffuse[] = new float[] { 0.6f, 0.6f, 0.6f, 1.0f };//漫反射光  
    float[] lightPos = new float[] {0,0,3,1};  //光源位置  
/* 
 * 因为进行光照处理，你必须告知系统你定义的模型各个面的方向，以便系统计算光影情况，方向的描述是通过向量点来描述的 
 */   
    float norms[] = new float[] { //法向量数组，用于描述个顶点的方向，以此说明各个面的方向  
            // FRONT  
            0f,  0f,  1f, //方向为(0,0,0)至(0,0,1)即Z轴正方向  
            0f,  0f,  1f,  
            0f,  0f,  1f,  
            0f,  0f,  1f,  
            // BACK  
            0f,  0f,  -1f,  
            0f,  0f,  -1f,  
            0f,  0f,  -1f,  
            0f,  0f,  -1f,  
            // LEFT  
            -1f,  0f,  0f,  
            -1f,  0f,  0f,  
            -1f,  0f,  0f,  
            -1f,  0f,  0f,  
            // RIGHT  
            1f, 0f, 0f,  
            1f, 0f, 0f,  
            1f, 0f, 0f,  
            1f, 0f, 0f,  
            // TOP  
            0f,  1f, 0f,  
            0f,  1f, 0f,  
            0f,  1f, 0f,  
            0f,  1f, 0f,  
            // BOTTOM  
            0f,  -1f, 0f,  
            0f,  -1f, 0f,  
            0f,  -1f, 0f,  
            0f,  -1f, 0f  
        };  
  
      
    float texCoords[] = new float[] { //纹理坐标对应数组  
            // FRONT  
             0.0f, 0.0f,  
             1.0f, 0.0f,  
             0.0f, 1.0f,  
             1.0f, 1.0f,  
            // BACK  
             1.0f, 0.0f,  
             1.0f, 1.0f,  
             0.0f, 0.0f,  
             0.0f, 1.0f,  
            // LEFT  
             1.0f, 0.0f,  
             1.0f, 1.0f,  
             0.0f, 0.0f,  
             0.0f, 1.0f,  
            // RIGHT  
             1.0f, 0.0f,  
             1.0f, 1.0f,  
             0.0f, 0.0f,  
             0.0f, 1.0f,  
            // TOP  
             0.0f, 0.0f,  
             1.0f, 0.0f,  
             0.0f, 1.0f,  
             1.0f, 1.0f,  
            // BOTTOM  
             1.0f, 0.0f,  
             1.0f, 1.0f,  
             0.0f, 0.0f,  
             0.0f, 1.0f  
        };  
  
      
    FloatBuffer cubeBuff;  
    FloatBuffer normBuff;  
    FloatBuffer texBuff;  
      
    float xrot = 0.0f;  
    float yrot = 0.0f;  
      
    /** 
     * 将float数组转换存储在字节缓冲数组 
     * @param arr 
     * @return 
     */  
    public FloatBuffer makeFloatBuffer(float[] arr) {  
        ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(arr.length * 4);//分配缓冲空间，一个float占4个字节  
        bb.order(ByteOrder.nativeOrder()); //设置字节顺序， 其中ByteOrder.nativeOrder()是获取本机字节顺序  
        FloatBuffer fb = bb.asFloatBuffer(); //转换为float型  
        fb.put(arr);        //添加数据  
        fb.position(0);      //设置数组的起始位置  
        return fb;  
    }  
      
    public CubeRenderer(Context c) {  
        // TODO Auto-generated constructor stub  
        cubeBuff = makeFloatBuffer(box);//转换float数组  
        normBuff = makeFloatBuffer(norms);  
        texBuff = makeFloatBuffer(texCoords);     
        bmp = BitmapFactory.decodeResource(c.getResources(), R.drawable.splash);  
    }  
      
      
    protected void init(GL10 gl) {  
        gl.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);//设置清屏时背景的颜色，R，G，B，A  
          
        gl.glEnable(GL10.GL_LIGHTING); //启用光照  
        gl.glEnable(GL10.GL_LIGHT0);  //开启光源0  
        //设置光照参数，也可以使用默认的，不设置  
        gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_AMBIENT, lightAmbient, 0);  
        gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_DIFFUSE, lightDiffuse, 0);  
        gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_POSITION, lightPos, 0);  
          
        gl.glNormalPointer(GL10.GL_FLOAT, 0, normBuff);  
        gl.glEnableClientState(GL10.GL_NORMAL_ARRAY);  
          
        //使用纹理步骤：  
        // 1.开启贴图  
        gl.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D);  
          
        // 2.生成纹理ID  
        int[] tmp_tex = new int[1];//尽管只有一个纹理，但使用一个元素的数组  
        //glGenTextures(申请个数，存放数组，偏移值）  
        gl.glGenTextures(1, tmp_tex, 0); //向系统申请可用的，用于标示纹理的ID  
        int texture = tmp_tex[0];  
          
        //3.绑定纹理，使得指定纹理处于活动状态。一次只能激活一个纹理  
        gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, texture);  
          
        //4.绑定纹理数据，传入指定图片  
        GLUtils.texImage2D(GL10.GL_TEXTURE_2D, 0, bmp, 0);    
          
        //5.传递各个顶点对应的纹理坐标  
        gl.glTexCoordPointer(2, GL10.GL_FLOAT, 0, texBuff);  
        gl.glEnableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY); //开启纹理坐标数组  
          
        //6.设置纹理参数 （可选）  
        /*下面的两行参数告诉OpenGL在显示图像时，当它比放大得原始的纹理大  
        *( GL_TEXTURE_MAG_FILTER )或缩小得比原始得纹理小( GL_TEXTURE_MIN_FILTER ) 
        *时OpenGL采用的滤波方式。通常这两种情况下我都采用 GL_LINEAR 。这使得纹理从很远处 
        *到离屏幕很近时都平滑显示。使用 GL_LINEAR 需要CPU和显卡做更多的运算。如果您的机器很慢， 
        *您也许应该采用 GL_NEAREST 。过滤的纹理在放大的时候，看起来马赛克的很。您也可以结合这 
        *两种滤波方式。在近处时使用 GL_LINEAR ，远处时 GL_NEAREST 。 
        **/  
        gl.glTexParameterx(GL10.GL_TEXTURE_2D,GL10.GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL10.GL_LINEAR);     
        gl.glTexParameterx(GL10.GL_TEXTURE_2D,GL10.GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL10.GL_LINEAR);  
              
          
        gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST); //启用深度缓存  
        gl.glEnable(GL10.GL_CULL_FACE);  //启用背面剪裁  
        gl.glClearDepthf(1.0f);    // 设置深度缓存值  
        gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);  // 设置深度缓存比较函数，GL_LEQUAL表示新的像素的深度缓存值小于等于当前像素的深度缓存值（通过gl.glClearDepthf(1.0f)设置）时通过深度测试     
        gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);// 设置阴影模式GL_SMOOTH  
    }  
      
    @Override  
    public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {  
        // TODO Auto-generated method stub  
        init(gl);  
    }  
      
    @Override  
    public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int w, int h) {  
        // TODO Auto-generated method stub  
        gl.glViewport(0, 0, w, h); //设置视窗  
        gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION); // 设置投影矩阵  
        gl.glLoadIdentity();  //设置矩阵为单位矩阵，相当于重置矩阵         
        GLU.gluPerspective(gl, 45.0f, ((float) w) / h, 0.1f, 10f);//设置透视范围    
    }  
      
    @Override  
    public void onDrawFrame(GL10 gl) {  
        // TODO Auto-generated method stub  
        gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);// 清除屏幕和深度缓存  
          
        gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);   //切换至模型观察矩阵  
        gl.glLoadIdentity();// 重置当前的模型观察矩阵  
        GLU.gluLookAt(gl, 0, 0, 3, 0, 0, 0, 0, 1, 0);//设置视点和模型中心位置  
      
        gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, cubeBuff);//设置顶点数据  
        gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);  
      
        gl.glRotatef(xrot, 1, 0, 0);  //绕着(0,0,0)与(1,0,0)即x轴旋转  
        gl.glRotatef(yrot, 0, 1, 0);  
          
        gl.glColor4f(1.0f, 0, 0, 1.0f);   //设置颜色，红色  
        gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);  //绘制正方型FRONT面  
        gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 4, 4);  
      
        gl.glColor4f(0, 1.0f, 0, 1.0f);  
        gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 8, 4);  
        gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 12, 4);  
          
        gl.glColor4f(0, 0, 1.0f, 1.0f);  
        gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 16, 4);  
        gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 20, 4);  
      
        xrot += 0.5f;  
        yrot += 0.5f;  
    }  
  
}  

上面重要的部分都已经做了注释，下面看一些运行后效果：