2D Graphics Android

/*
 * Copyright (C) 2009 The Android Open Source Project
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */
package app.test;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.FloatBuffer;
import java.nio.ShortBuffer;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;
import android.app.Activity;
import android.app.ActivityManager;
import android.content.Context;
import android.content.pm.ConfigurationInfo;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.opengl.GLES20;
import android.opengl.GLSurfaceView;
import android.opengl.GLU;
import android.opengl.GLUtils;
import android.opengl.Matrix;
import android.os.Bundle;
import android.os.SystemClock;
import android.util.Log;
class GLES20TriangleRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {
  public GLES20TriangleRenderer(Context context) {
    mContext = context;
    mTriangleVertices = ByteBuffer
        .allocateDirect(mTriangleVerticesData.length * FLOAT_SIZE_BYTES)
        .order(ByteOrder.nativeOrder()).asFloatBuffer();
    mTriangleVertices.put(mTriangleVerticesData).position(0);
  }
  public void onDrawFrame(GL10 glUnused) {
    // Ignore the passed-in GL10 interface, and use the GLES20
    // class's static methods instead.
    GLES20.glClearColor(0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f);
    GLES20.glClear(GLES20.GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    GLES20.glUseProgram(mProgram);
    checkGlError("glUseProgram");
    GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE0);
    GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, mTextureID);
    mTriangleVertices.position(TRIANGLE_VERTICES_DATA_POS_OFFSET);
    GLES20.glVertexAttribPointer(maPositionHandle, 3, GLES20.GL_FLOAT,
        false, TRIANGLE_VERTICES_DATA_STRIDE_BYTES, mTriangleVertices);
    checkGlError("glVertexAttribPointer maPosition");
    mTriangleVertices.position(TRIANGLE_VERTICES_DATA_UV_OFFSET);
    GLES20.glEnableVertexAttribArray(maPositionHandle);
    checkGlError("glEnableVertexAttribArray maPositionHandle");
    GLES20.glVertexAttribPointer(maTextureHandle, 2, GLES20.GL_FLOAT,
        false, TRIANGLE_VERTICES_DATA_STRIDE_BYTES, mTriangleVertices);
    checkGlError("glVertexAttribPointer maTextureHandle");
    GLES20.glEnableVertexAttribArray(maTextureHandle);
    checkGlError("glEnableVertexAttribArray maTextureHandle");
    long time = SystemClock.uptimeMillis() % 4000L;
    float angle = 0.090f * ((int) time);
    Matrix.setRotateM(mMMatrix, 0, angle, 0, 0, 1.0f);
    Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix, 0, mVMatrix, 0, mMMatrix, 0);
    Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix, 0, mProjMatrix, 0, mMVPMatrix, 0);
    GLES20.glUniformMatrix4fv(muMVPMatrixHandle, 1, false, mMVPMatrix, 0);
    GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, 3);
    checkGlError("glDrawArrays");
  }
  public void onSurfaceChanged(GL10 glUnused, int width, int height) {
    // Ignore the passed-in GL10 interface, and use the GLES20
    // class's static methods instead.
    GLES20.glViewport(0, 0, width, height);
    float ratio = (float) width / height;
    Matrix.frustumM(mProjMatrix, 0, -ratio, ratio, -1, 1, 3, 7);
  }
  public void onSurfaceCreated(GL10 glUnused, EGLConfig config) {
    // Ignore the passed-in GL10 interface, and use the GLES20
    // class's static methods instead.
    mProgram = createProgram(mVertexShader, mFragmentShader);
    if (mProgram == 0) {
      return;
    }
    maPositionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "aPosition");
    checkGlError("glGetAttribLocation aPosition");
    if (maPositionHandle == -1) {
      throw new RuntimeException(
          "Could not get attrib location for aPosition");
    }
    maTextureHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "aTextureCoord");
    checkGlError("glGetAttribLocation aTextureCoord");
    if (maTextureHandle == -1) {
      throw new RuntimeException(
          "Could not get attrib location for aTextureCoord");
    }
    muMVPMatrixHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uMVPMatrix");
    checkGlError("glGetUniformLocation uMVPMatrix");
    if (muMVPMatrixHandle == -1) {
      throw new RuntimeException(
          "Could not get attrib location for uMVPMatrix");
    }
    /*
     * Create our texture. This has to be done each time the surface is
     * created.
     */
    int[] textures = new int[1];
    GLES20.glGenTextures(1, textures, 0);
    mTextureID = textures[0];
    GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, mTextureID);
    GLES20.glTexParameterf(GLES20.GL_TEXTURE_2D,
        GLES20.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GLES20.GL_NEAREST);
    GLES20.glTexParameterf(GLES20.GL_TEXTURE_2D,
        GLES20.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GLES20.GL_LINEAR);
    GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_WRAP_S,
        GLES20.GL_REPEAT);
    GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_WRAP_T,
        GLES20.GL_REPEAT);
    InputStream is = mContext.getResources().openRawResource(R.raw.robot);
    Bitmap bitmap;
    try {
      bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is);
    } finally {
      try {
        is.close();
      } catch (IOException e) {
        // Ignore.
      }
    }
    GLUtils.texImage2D(GLES20.GL_TEXTURE_2D, 0, bitmap, 0);
    bitmap.recycle();
    Matrix.setLookAtM(mVMatrix, 0, 0, 0, -5, 0f, 0f, 0f, 0f, 1.0f, 0.0f);
  }
  private int loadShader(int shaderType, String source) {
    int shader = GLES20.glCreateShader(shaderType);
    if (shader != 0) {
      GLES20.glShaderSource(shader, source);
      GLES20.glCompileShader(shader);
      int[] compiled = new int[1];
      GLES20.glGetShaderiv(shader, GLES20.GL_COMPILE_STATUS, compiled, 0);
      if (compiled[0] == 0) {
        Log.e(TAG, "Could not compile shader " + shaderType + ":");
        Log.e(TAG, GLES20.glGetShaderInfoLog(shader));
        GLES20.glDeleteShader(shader);
        shader = 0;
      }
    }
    return shader;
  }
  private int createProgram(String vertexSource, String fragmentSource) {
    int vertexShader = loadShader(GLES20.GL_VERTEX_SHADER, vertexSource);
    if (vertexShader == 0) {
      return 0;
    }
    int pixelShader = loadShader(GLES20.GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentSource);
    if (pixelShader == 0) {
      return 0;
    }
    int program = GLES20.glCreateProgram();
    if (program != 0) {
      GLES20.glAttachShader(program, vertexShader);
      checkGlError("glAttachShader");
      GLES20.glAttachShader(program, pixelShader);
      checkGlError("glAttachShader");
      GLES20.glLinkProgram(program);
      int[] linkStatus = new int[1];
      GLES20.glGetProgramiv(program, GLES20.GL_LINK_STATUS, linkStatus, 0);
      if (linkStatus[0] != GLES20.GL_TRUE) {
        Log.e(TAG, "Could not link program: ");
        Log.e(TAG, GLES20.glGetProgramInfoLog(program));
        GLES20.glDeleteProgram(program);
        program = 0;
      }
    }
    return program;
  }
  private void checkGlError(String op) {
    int error;
    while ((error = GLES20.glGetError()) != GLES20.GL_NO_ERROR) {
      Log.e(TAG, op + ": glError " + error);
      throw new RuntimeException(op + ": glError " + error);
    }
  }
  private static final int FLOAT_SIZE_BYTES = 4;
  private static final int TRIANGLE_VERTICES_DATA_STRIDE_BYTES = 5 * FLOAT_SIZE_BYTES;
  private static final int TRIANGLE_VERTICES_DATA_POS_OFFSET = 0;
  private static final int TRIANGLE_VERTICES_DATA_UV_OFFSET = 3;
  private final float[] mTriangleVerticesData = {
      // X, Y, Z, U, V
      -1.0f, -0.5f, 0, -0.5f, 0.0f, 1.0f, -0.5f, 0, 1.5f, -0.0f, 0.0f,
      1.11803399f, 0, 0.5f, 1.61803399f };
  private FloatBuffer mTriangleVertices;
  private final String mVertexShader = "uniform mat4 uMVPMatrix;\n"
      + "attribute vec4 aPosition;\n" + "attribute vec2 aTextureCoord;\n"
      + "varying vec2 vTextureCoord;\n" + "void main() {\n"
      + "  gl_Position = uMVPMatrix * aPosition;\n"
      + "  vTextureCoord = aTextureCoord;\n" + "}\n";
  private final String mFragmentShader = "precision mediump float;\n"
      + "varying vec2 vTextureCoord;\n" + "uniform sampler2D sTexture;\n"
      + "void main() {\n"
      + "  gl_FragColor = texture2D(sTexture, vTextureCoord);\n" + "}\n";
  private float[] mMVPMatrix = new float[16];
  private float[] mProjMatrix = new float[16];
  private float[] mMMatrix = new float[16];
  private float[] mVMatrix = new float[16];
  private int mProgram;
  private int mTextureID;
  private int muMVPMatrixHandle;
  private int maPositionHandle;
  private int maTextureHandle;
  private Context mContext;
  private static String TAG = "GLES20TriangleRenderer";
}
class TriangleRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {
  public TriangleRenderer(Context context) {
    mContext = context;
    mTriangle = new Triangle();
  }
  public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
    /*
     * By default, OpenGL enables features that improve quality but reduce
     * performance. One might want to tweak that especially on software
     * renderer.
     */
    gl.glDisable(GL10.GL_DITHER);
    /*
     * Some one-time OpenGL initialization can be made here probably based
     * on features of this particular context
     */
    gl.glHint(GL10.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL10.GL_FASTEST);
    gl.glClearColor(.5f, .5f, .5f, 1);
    gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);
    gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);
    gl.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D);
    /*
     * Create our texture. This has to be done each time the surface is
     * created.
     */
    int[] textures = new int[1];
    gl.glGenTextures(1, textures, 0);
    mTextureID = textures[0];
    gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, mTextureID);
    gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_MIN_FILTER,
        GL10.GL_NEAREST);
    gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_MAG_FILTER,
        GL10.GL_LINEAR);
    gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_WRAP_S,
        GL10.GL_CLAMP_TO_EDGE);
    gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_WRAP_T,
        GL10.GL_CLAMP_TO_EDGE);
    gl.glTexEnvf(GL10.GL_TEXTURE_ENV, GL10.GL_TEXTURE_ENV_MODE,
        GL10.GL_REPLACE);
    InputStream is = mContext.getResources().openRawResource(R.raw.robot);
    Bitmap bitmap;
    try {
      bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is);
    } finally {
      try {
        is.close();
      } catch (IOException e) {
        // Ignore.
      }
    }
    GLUtils.texImage2D(GL10.GL_TEXTURE_2D, 0, bitmap, 0);
    bitmap.recycle();
  }
  public void onDrawFrame(GL10 gl) {
    /*
     * By default, OpenGL enables features that improve quality but reduce
     * performance. One might want to tweak that especially on software
     * renderer.
     */
    gl.glDisable(GL10.GL_DITHER);
    gl.glTexEnvx(GL10.GL_TEXTURE_ENV, GL10.GL_TEXTURE_ENV_MODE,
        GL10.GL_MODULATE);
    /*
     * Usually, the first thing one might want to do is to clear the screen.
     * The most efficient way of doing this is to use glClear().
     */
    gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    /*
     * Now we're ready to draw some 3D objects
     */
    gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
    gl.glLoadIdentity();
    GLU.gluLookAt(gl, 0, 0, -5, 0f, 0f, 0f, 0f, 1.0f, 0.0f);
    gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
    gl.glEnableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
    gl.glActiveTexture(GL10.GL_TEXTURE0);
    gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, mTextureID);
    gl.glTexParameterx(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_WRAP_S,
        GL10.GL_REPEAT);
    gl.glTexParameterx(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_WRAP_T,
        GL10.GL_REPEAT);
    long time = SystemClock.uptimeMillis() % 4000L;
    float angle = 0.090f * ((int) time);
    gl.glRotatef(angle, 0, 0, 1.0f);
    mTriangle.draw(gl);
  }
  public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int w, int h) {
    gl.glViewport(0, 0, w, h);
    /*
     * Set our projection matrix. This doesn't have to be done each time we
     * draw, but usually a new projection needs to be set when the viewport
     * is resized.
     */
    float ratio = (float) w / h;
    gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
    gl.glLoadIdentity();
    gl.glFrustumf(-ratio, ratio, -1, 1, 3, 7);
  }
  private Context mContext;
  private Triangle mTriangle;
  private int mTextureID;
}
class Triangle {
  public Triangle() {
    // Buffers to be passed to gl*Pointer() functions
    // must be direct, i.e., they must be placed on the
    // native heap where the garbage collector cannot
    // move them.
    //
    // Buffers with multi-byte datatypes (e.g., short, int, float)
    // must have their byte order set to native order
    ByteBuffer vbb = ByteBuffer.allocateDirect(VERTS * 3 * 4);
    vbb.order(ByteOrder.nativeOrder());
    mFVertexBuffer = vbb.asFloatBuffer();
    ByteBuffer tbb = ByteBuffer.allocateDirect(VERTS * 2 * 4);
    tbb.order(ByteOrder.nativeOrder());
    mTexBuffer = tbb.asFloatBuffer();
    ByteBuffer ibb = ByteBuffer.allocateDirect(VERTS * 2);
    ibb.order(ByteOrder.nativeOrder());
    mIndexBuffer = ibb.asShortBuffer();
    // A unit-sided equalateral triangle centered on the origin.
    float[] coords = {
        // X, Y, Z
        -0.5f, -0.25f, 0, 0.5f, -0.25f, 0, 0.0f, 0.559016994f, 0 };
    for (int i = 0; i < VERTS; i++) {
      for (int j = 0; j < 3; j++) {
        mFVertexBuffer.put(coords[i * 3 + j] * 2.0f);
      }
    }
    for (int i = 0; i < VERTS; i++) {
      for (int j = 0; j < 2; j++) {
        mTexBuffer.put(coords[i * 3 + j] * 2.0f + 0.5f);
      }
    }
    for (int i = 0; i < VERTS; i++) {
      mIndexBuffer.put((short) i);
    }
    mFVertexBuffer.position(0);
    mTexBuffer.position(0);
    mIndexBuffer.position(0);
  }
  public void draw(GL10 gl) {
    gl.glFrontFace(GL10.GL_CCW);
    gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, mFVertexBuffer);
    gl.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D);
    gl.glTexCoordPointer(2, GL10.GL_FLOAT, 0, mTexBuffer);
    gl.glDrawElements(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, VERTS,
        GL10.GL_UNSIGNED_SHORT, mIndexBuffer);
  }
  private final static int VERTS = 3;
  private FloatBuffer mFVertexBuffer;
  private FloatBuffer mTexBuffer;
  private ShortBuffer mIndexBuffer;
}
/**
 * This sample shows how to check for OpenGL ES 2.0 support at runtime, and then
 * use either OpenGL ES 1.0 or OpenGL ES 2.0, as appropriate.
 */
public class Test extends Activity {
  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    mGLSurfaceView = new GLSurfaceView(this);
    if (detectOpenGLES20()) {
      // Tell the surface view we want to create an OpenGL ES
      // 2.0-compatible
      // context, and set an OpenGL ES 2.0-compatible renderer.
      mGLSurfaceView.setEGLContextClientVersion(2);
      mGLSurfaceView.setRenderer(new GLES20TriangleRenderer(this));
    } else {
      // Set an OpenGL ES 1.x-compatible renderer. In a real application
      // this renderer might approximate the same output as the 2.0
      // renderer.
      mGLSurfaceView.setRenderer(new TriangleRenderer(this));
    }
    setContentView(mGLSurfaceView);
  }
  private boolean detectOpenGLES20() {
    ActivityManager am = (ActivityManager) getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
    ConfigurationInfo info = am.getDeviceConfigurationInfo();
    return (info.reqGlEsVersion >= 0x20000);
  }
  @Override
  protected void onResume() {
    // Ideally a game should implement onResume() and onPause()
    // to take appropriate action when the activity looses focus
    super.onResume();
    mGLSurfaceView.onResume();
  }
  @Override
  protected void onPause() {
    // Ideally a game should implement onResume() and onPause()
    // to take appropriate action when the activity looses focus
    super.onPause();
    mGLSurfaceView.onPause();
  }
  private GLSurfaceView mGLSurfaceView;
}