EGL简介

一、什么是EGL

EGL用于管理绘图表面， 提供了如下机制:

1. 与设备的原生窗口系统通信;
2. 查询绘制表面的可用类型和配置;
3. 创建绘图表面;
4. 在OpenGL ES3.0 和其他图形渲染API直接同步渲染；
5. 管理纹理贴图等渲染资源；

总之：EGL提供了OpenGL ES3.0和运行于计算机上的原生窗口系统之间的一个“结合”层次。使用过程可分如下几个步骤：

1. 初始化EGL
2. 确定可用表面配置
3. 创建渲染窗口
4. 创建一个渲染上下文
5. 设置为当前的渲染环境

二、初始化EGL

EGL10 egl10 =  (EGL10) EGLContext.getEGL();
EGLDisplay eglDisplay = egl10.eglGetDisplay(EGL10.EGL_DEFAULT_DISPLAY);
if (EGL10.EGL_NO_DISPLAY == eglDisplay){
   //error msg         
    return;
}
int version[] = new int[2];
if(!egl10.eglInitialize(eglDisplay, version)){
   //error msg
   return;
}

eglGetDisplay方法用于获得EGLDisplay， EGLDisplay为显示设备。获取成功后即可调用eglInitialize初始化EGL， 其中version[0]为主版本号，version[1]为子版本号。
另外也可以调用eglQueryString来查询EGL的相关信息，如版本号、实现厂家等。
例如:

String vendor = egl10.eglQueryString(eglDisplay, EGL10.EGL_VENDOR);
System.out.println("egl vendor: " + vendor); // 打印此版本EGL的实现厂商

三、确定可用表面配置

初始化EGL之后，就可以确定可用的渲染表面的类型和配置，有两种方法：

1. 查询每个表面配置， 找出最好的选择；
2. 指定一组需求， 让EGL推荐最佳匹配；

1、 查询所有配置

EGLConfig包含EGL相关的各种属性，如何获取EGL支持的所有配置呢？需要用到的函数为:

 boolean  eglGetConfigs(EGLDisplay display, EGLConfig[] configs, int config_size, int[] num_config);

其中：
config_size为获取EGLConfig的数量，num_config为系统支持的所有EGLConfig数量。函数有两种使用方式：第一种是configs设为null，则num_config可返回可用配置的数量；第二种方式是将config_size设置为configs数组的大小，函数将返回config_size个可用配置。为了谨慎起见使用如下：

 int configsNum[] = new int[1];
 egl10.eglGetConfigs(eglDisplay, null, 0, configsNum);

 EGLConfig eglConfig[] = new EGLConfig[configsNum[0]];
 egl10.eglGetConfigs(eglDisplay, eglConfig, configsNum[0], configsNum);
    

获取EGLConfig后可用eglGetConfigAttrib查询所支持的配置信息，如查询第i个EGLConfig中颜色缓冲区中所有颜色分量的位数:

int colorBufferSize[] = new int[1];
egl10.eglGetConfigAttrib(eglDisplay, eglConfig[i], EGL10.EGL_BUFFER_SIZE, colorBufferSize);
System.out.println("EGL_BUFFER_SIZE:" + colorBufferSize[0]);
      

2、让EGL选择配置

使用函数:

boolean  eglChooseConfig(EGLDisplay display, int[] attrib_list, EGLConfig[] configs, int config_size, int[] num_config);
  

可匹配符合需要的EGLConfig。
其中：attrib_list为匹配的熟悉列表。
如果匹配成功则返回true。使用方式如下：

int[] attributes = new int[] {
                EGL10.EGL_RED_SIZE, 5,  //指定RGB中的R大小（bits）
                EGL10.EGL_GREEN_SIZE, 6, //指定G大小
                EGL10.EGL_BLUE_SIZE, 5,  //指定B大小
                EGL10.EGL_DEPTH_SIZE, 1, //指定深度缓存(Z Buffer)大小
                EGL10.EGL_NONE };
int chooseNum = 10;
EGLConfig chooseConfigs[] = new EGLConfig[chooseNum];
int chooseMaxNum[] = new int[1];
egl10.eglChooseConfig(eglDisplay, attributes,  chooseConfigs, chooseNum, chooseMaxNum);

熟悉列表最后以EGL10.EGL_NONE结尾。

四、创建渲染窗口

当找到符合渲染需求的EGLConfig后，就可以创建显然窗口， 调用函数如下:

EGLSurface  eglCreateWindowSurface(EGLDisplay display, EGLConfig config, Object native_window, int[] attrib_list);

五、创建一个渲染上下文

 EGLContext  eglCreateContext(EGLDisplay display, EGLConfig config, EGLContext share_context, int[] attrib_list);
  

其中share_context表示是否有context共享，共享的contxt之间亦共享所有数据，EGL_NO_CONTEXT代表不共享；attrib_list表示可用属性，当前只有EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION, 1代表OpenGL ES 1.x, 2代表2.0。

六、设置为当前的渲染环境

boolean  eglMakeCurrent(EGLDisplay display, EGLSurface draw, EGLSurface read, EGLContext context);
    

其中:draw为绘图表面， read为读取表面。

七、demo

在Android中使用OpenGL ES一般都是直接利用GLSurfaceView控件， 其封装了EGL相关的操作，方便使用。那如何在SurfaceView中使用OpenGL ES呢？ 例子如下:

• MainActivity:

import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.view.SurfaceHolder;
import android.view.SurfaceView;

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements SurfaceHolder.Callback{
    private EGLUtils eglUtils;
    private SurfaceView view;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        view = new SurfaceView(this);
        view.getHolder().addCallback(this);
        setContentView(view);
    }

    @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
        eglUtils = new EGLUtils();
        if(eglUtils.CreateEGLEnv(holder)){
            Triangle triangle = new Triangle();
            triangle.draw();
            eglUtils.swapBuffer();
            eglUtils.destroy();
        }
    }

    @Override
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {
    }

    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {

    }
}

将EGL相关操作封装如下:

• EGLUtils:

import android.view.SurfaceHolder;
import javax.microedition.khronos.egl.EGL10;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLContext;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLDisplay;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLSurface;
import static android.opengl.EGL14.EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION;
import static javax.microedition.khronos.egl.EGL10.EGL_NO_CONTEXT;
import static javax.microedition.khronos.egl.EGL10.EGL_NO_SURFACE;

public class EGLUtils {
    private EGLDisplay eglDisplay;
    private EGL10  egl10;
    private EGLSurface eglSurface;
    private EGLContext eglContext;

    public boolean CreateEGLEnv(SurfaceHolder holder){
        egl10 =  (EGL10) EGLContext.getEGL();
        eglDisplay = egl10.eglGetDisplay(EGL10.EGL_DEFAULT_DISPLAY);
        if (EGL10.EGL_NO_DISPLAY == eglDisplay){
            System.out.println("egl 不可用:err:" + egl10.eglGetError());
            return false;
        }
        int version[] = new int[2];
        if(!egl10.eglInitialize(eglDisplay, version)){
            //error msg
            return false;
        }
        int[] attributes = new int[] {
                EGL10.EGL_RED_SIZE, 5,  //指定RGB中的R大小（bits）
                EGL10.EGL_GREEN_SIZE, 6, //指定G大小
                EGL10.EGL_BLUE_SIZE, 5,  //指定B大小
                EGL10.EGL_DEPTH_SIZE, 1, //指定深度缓存(Z Buffer)大小
                EGL10.EGL_NONE };

        int chooseNum = 10;
        EGLConfig chooseConfigs[] = new EGLConfig[chooseNum];
        int chooseMaxNum[] = new int[1];
        egl10.eglChooseConfig(eglDisplay, attributes,  chooseConfigs, chooseNum, chooseMaxNum);
        System.out.println("chooseMaxNum:" + chooseMaxNum[0]);


        eglSurface = egl10.eglCreateWindowSurface(eglDisplay, chooseConfigs[0], holder, null);
        if(eglSurface == EGL_NO_SURFACE){
            System.out.println("create surface failed,msg:" + egl10.eglGetError());
            return false;
        }
        int[] contextAttr = new int[]{
                EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION, 2,
                EGL10.EGL_NONE
        };
        eglContext = egl10.eglCreateContext(eglDisplay, chooseConfigs[0], egl10.EGL_NO_CONTEXT, contextAttr);
        if(eglContext == EGL_NO_CONTEXT){
            System.out.println("create context failed,msg:" + egl10.eglGetError());
            return false;
        }
        if(!egl10.eglMakeCurrent(eglDisplay, eglSurface, eglSurface, eglContext)){
            System.out.println("eglMakeCurrent ailed, msg:" + egl10.eglGetError());
            return false;
        }
        return true;
    }

    public void destroy(){
        egl10.eglMakeCurrent(eglDisplay, EGL_NO_SURFACE,
                EGL_NO_SURFACE, EGL10.EGL_NO_CONTEXT);
        egl10.eglDestroySurface(eglDisplay, eglSurface);
        egl10.eglDestroyContext(eglDisplay, eglContext);
        egl10.eglTerminate(eglDisplay);
    }

    public  void swapBuffer(){
        egl10.eglSwapBuffers(eglDisplay, eglSurface);
    }
}

demo以绘制一个三角形为目的,三角形如下:

• Triangle.java

import android.opengl.GLES20;

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.FloatBuffer;
import static android.opengl.GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT;

public class Triangle {
    private FloatBuffer vertexBuffer;
    private static final float VERTEXS[] = {
            -0.5f, 0.0f,
            0.5f, 0.0f,
            0.0f, 0.5f
    };
    private static final String vertexShaderCode =
            "attribute vec4 vPosition;" +
                    "void main() {" +
                    "gl_Position = vPosition;" +
                    "gl_PointSize = 10.0;" +
                    "}";

    private static final String fragmentShaderCode =
            "precision mediump float;" +
                    "uniform vec4 vColor;" +
                    "void main() {" +
                    "gl_FragColor = vColor;" +
                    "}";

    private int programId;
    private int vertexPositionId;
    private int colorPositionId;

    public  Triangle(){
        ByteBuffer vertexBytes = ByteBuffer.allocateDirect(
                VERTEXS.length * 4);
        vertexBytes.order(ByteOrder.nativeOrder());

        vertexBuffer = vertexBytes.asFloatBuffer();
        vertexBuffer.put(VERTEXS);
        vertexBuffer.position(0);

        GLES20.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
        programId = OpenGlUtils.loadProgram(vertexShaderCode, fragmentShaderCode);
    }

    public void draw(){
        GLES20.glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        GLES20.glUseProgram(programId);
        vertexPositionId = GLES20.glGetAttribLocation(programId, "vPosition");
        colorPositionId = GLES20.glGetUniformLocation(programId, "vColor");
        GLES20.glVertexAttribPointer(vertexPositionId, 2,
                GLES20.GL_FLOAT, false,
                0, vertexBuffer);
        GLES20.glEnableVertexAttribArray(vertexPositionId);
        GLES20.glUniform4f(colorPositionId, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
        GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, 3);
        GLES20.glDisableVertexAttribArray(vertexPositionId);
    }
}

其中OpenGlUtils在文章2. 第一个三角形。

说明:本demo只是为了演示如果在SurfaceView中使用OpenGL ES，实际中如何使用可参考:Android example source code file (GLView.java)。

参考:

1. 学习OpenGL-ES: 2 - EGL解析

2. OpenGL ES 3.0编程指南