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Androidアプリ開発 OpenGL アルファブレンド 物体のソート　[Android OpenGL]

アルファブレンドで正しくドロイド君を表示させるため、視点からの距離でソートするように修正していく。ついでなので、四角形にしてちゃんと表示できるようにも変更しよう。

まず、Modelの頂点データを修正して、三角形をふたつ作る。また、物体の中心位置をフィールドx,y,zで覚えておくようにする。これでソートする。

public class Model {

	private FloatBuffer buffer;			// 頂点用バッファ
	private FloatBuffer normalBuffer;	// 法線用バッファ
	private FloatBuffer textureBuffer;	// テクスチャ用バッファ
	private float x, y, z;

	public Model(float x, float y, float z) {
		this.x = x;
		this.y = y;
		this.z = z;
		float vertex[] = {
				-1.0f, -1.0f, 0.0f,
				 1.0f, -1.0f, 0.0f,
				 1.0f,  1.0f, 0.0f,
				 1.0f,  1.0f, 0.0f,
				-1.0f,  1.0f, 0.0f,
				-1.0f, -1.0f, 0.0f,
		};
		ByteBuffer vb = ByteBuffer.allocateDirect(vertex.length * 4);
		vb.order(ByteOrder.nativeOrder());
		buffer = vb.asFloatBuffer();
		buffer.put(vertex);
		buffer.position(0);

		float normal[] = {
				 0.0f, 0.0f, 1.0f,
				 0.0f, 0.0f, 1.0f,
				 0.0f, 0.0f, 1.0f,
				 0.0f, 0.0f, 1.0f,
				 0.0f, 0.0f, 1.0f,
				 0.0f, 0.0f, 1.0f,
		};
		ByteBuffer nb = ByteBuffer.allocateDirect(normal.length * 4);
		nb.order(ByteOrder.nativeOrder());
		normalBuffer = nb.asFloatBuffer();
		normalBuffer.put(normal);
		normalBuffer.position(0);

		float texture[] = {
				 0.0f, 1.0f,
				 1.0f, 1.0f,
				 1.0f, 0.0f,
				 1.0f, 0.0f,
				 0.0f, 0.0f,
				 0.0f, 1.0f,
		};
		ByteBuffer tb = ByteBuffer.allocateDirect(texture.length * 4);
		tb.order(ByteOrder.nativeOrder());
		textureBuffer = tb.asFloatBuffer();
		textureBuffer.put(texture);
		textureBuffer.position(0);
	}


次、視点との距離を計算するメソッドを作成する。

	public float distance(float ex, float ey, float ez){
		double dx = this.x - ex;
		double dy = this.y - ey;
		double dz = this.z - ez;
		return (float)Math.sqrt(dx * dx + dy * dy + dz * dz);
	}


次、drawでマトリックスのプッシュ、移動、ポップを行うようにする。移動は、フィールドの座標値で行う。頂点が増えたので、glDrawArraysの頂点数を6に増加させる。

	public void draw(GL10 gl) {
		gl.glPushMatrix();		// マトリックス記憶
		gl.glTranslatef(x, y, z);
		gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
		gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, buffer);
		gl.glEnableClientState(GL10.GL_NORMAL_ARRAY);
		gl.glNormalPointer(GL10.GL_FLOAT, 0, normalBuffer);
		gl.glEnableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
		gl.glTexCoordPointer(2, GL10.GL_FLOAT, 0, textureBuffer);
		gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLES, 0, 6);
		gl.glPopMatrix();		// マトリックスを戻す
	}


次、モデルのリストを作成する。

public class SampleGLSurfaceView extends GLSurfaceView implements OnGestureListener {
	private ArrayList<Model> models = new ArrayList<Model>();
	private float angle = 0.0f;
	private float eyepos[] = new float[3];
	private Context context;


次、onSurfaceCreatedで、モデルを4つ作成してリストに入れる。

		@Override
		public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
			gl.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
			gl.glClearDepthf(1.0f);
			eyepos[0] = 0;
			eyepos[1] = 0;
			eyepos[2] = 3;
			Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(context.getResources(), R.drawable.ic_launcher);
			// テクスチャを生成
			int textures[] = new int[1];
			gl.glGenTextures(1, textures, 0);
			gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, textures[0]);
			gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL10.GL_LINEAR);
			gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL10.GL_LINEAR);
			GLUtils.texImage2D(GL10.GL_TEXTURE_2D, 0, bitmap, 0);
			models.add(new Model(1, 0, 0));
			models.add(new Model(-1, 0, 0));
			models.add(new Model(1, 0, -2));
			models.add(new Model(-1, 0, -2));
		}


次、ソート時の比較用クラスを作成する。

		class ModelComparator implements Comparator<Model> {
			public int compare(Model s, Model t) {
				float ds = s.distance(eyepos[0], eyepos[1], eyepos[2]);
				float dt = t.distance(eyepos[0], eyepos[1], eyepos[2]);
				if ( ds == dt ) return 0;
				else if ( ds < dt ) return 1;
				else return -1;
			}
		}


そして最後、ソートして描画する。

		@Override
		public void onDrawFrame(GL10 gl) {
			gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
			// ライティングをON
			gl.glEnable(GL10.GL_LIGHTING);
			// 光源を有効にして位置を設定
			gl.glEnable(GL10.GL_LIGHT0);
			gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_POSITION, lightpos, 0);
			gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_AMBIENT, white, 0);
			gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_DIFFUSE, white, 0);
			gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_SPECULAR, white, 0);
			gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
			gl.glLoadIdentity();
			// カメラ位置を設定
			GLU.gluLookAt(gl, eyepos[0], eyepos[1], eyepos[2], 0, 0, 0, 0, 1, 0);
			
			/*
			// デプステスト
			gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);
			gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);
			gl.glDepthMask(true);
			*/
			// アルファブレンド
			gl.glEnable(GL10.GL_BLEND);
			gl.glBlendFunc(GL10.GL_SRC_ALPHA, GL10.GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
			/*
			// アルファテスト
			gl.glEnable(GL10.GL_ALPHA_TEST);
			gl.glAlphaFunc(GL10.GL_GEQUAL, 0.1f);
			*/
			// 陰面消去
			gl.glEnable(GL10.GL_CULL_FACE);
			gl.glCullFace(GL10.GL_BACK);
			// スムースシェーディング
			gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);
			// マテリアル
			gl.glMaterialfv(GL10.GL_FRONT_AND_BACK, GL10.GL_AMBIENT, gray, 0);
			gl.glMaterialfv(GL10.GL_FRONT_AND_BACK, GL10.GL_DIFFUSE, gray, 0);
			gl.glMaterialfv(GL10.GL_FRONT_AND_BACK, GL10.GL_SPECULAR, gray, 0);
			gl.glMaterialf(GL10.GL_FRONT_AND_BACK, GL10.GL_SHININESS, 80f);
			//　テクスチャ
			gl.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D);
			
			// ソートして描画
			Collections.sort(models, new ModelComparator());
			for ( Model m : models ){
				m.draw(gl);
			}
		}


ほえー、けっこう大変だったが、我ながら手際よくできたと思っている。



結果はごらんのとおり。

変更部分が結構多かったので、念のためソース全体を載せておく。

SampleGLSurfaceView.java

package cx.fam.asai.TestOpenGL;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;

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;
import android.opengl.GLU;
import android.opengl.GLUtils;
import android.view.GestureDetector.OnGestureListener;
import android.view.MotionEvent;

public class SampleGLSurfaceView extends GLSurfaceView implements OnGestureListener {
	private ArrayList<Model> models = new ArrayList<Model>();
	private float angle = 0.0f;
	private float eyepos[] = new float[3];
	private Context context;
	// レンダラークラス
	class OpenGLRenderer implements Renderer {
		float lightpos[] = {0.0f, 0.0f, 4.0f, 0.0f};
		float red[] = {1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f};
		float green[] = {0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f};
		float blue[] = {0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f};
		float white[] = {1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};
		float gray[] = {0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f};
		float yellow[] = {1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f};

		@Override
		public void onDrawFrame(GL10 gl) {
			gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
			// ライティングをON
			gl.glEnable(GL10.GL_LIGHTING);
			// 光源を有効にして位置を設定
			gl.glEnable(GL10.GL_LIGHT0);
			gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_POSITION, lightpos, 0);
			gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_AMBIENT, white, 0);
			gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_DIFFUSE, white, 0);
			gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_SPECULAR, white, 0);
			gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
			gl.glLoadIdentity();
			// カメラ位置を設定
			GLU.gluLookAt(gl, eyepos[0], eyepos[1], eyepos[2], 0, 0, 0, 0, 1, 0);
			
			/*
			// デプステスト
			gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);
			gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);
			gl.glDepthMask(true);
			*/
			// アルファブレンド
			gl.glEnable(GL10.GL_BLEND);
			gl.glBlendFunc(GL10.GL_SRC_ALPHA, GL10.GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
			/*
			// アルファテスト
			gl.glEnable(GL10.GL_ALPHA_TEST);
			gl.glAlphaFunc(GL10.GL_GEQUAL, 0.1f);
			*/
			// 陰面消去
			gl.glEnable(GL10.GL_CULL_FACE);
			gl.glCullFace(GL10.GL_BACK);
			// スムースシェーディング
			gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);
			// マテリアル
			gl.glMaterialfv(GL10.GL_FRONT_AND_BACK, GL10.GL_AMBIENT, gray, 0);
			gl.glMaterialfv(GL10.GL_FRONT_AND_BACK, GL10.GL_DIFFUSE, gray, 0);
			gl.glMaterialfv(GL10.GL_FRONT_AND_BACK, GL10.GL_SPECULAR, gray, 0);
			gl.glMaterialf(GL10.GL_FRONT_AND_BACK, GL10.GL_SHININESS, 80f);
			//　テクスチャ
			gl.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D);
			
			// ソートして描画
			Collections.sort(models, new ModelComparator());
			for ( Model m : models ){
				m.draw(gl);
			}
		}

		class ModelComparator implements Comparator<Model> {
			public int compare(Model s, Model t) {
				float ds = s.distance(eyepos[0], eyepos[1], eyepos[2]);
				float dt = t.distance(eyepos[0], eyepos[1], eyepos[2]);
				if ( ds == dt ) return 0;
				else if ( ds < dt ) return 1;
				else return -1;
			}
		}
		
		@Override
		public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
			gl.glViewport(0, 0, width, height);
	        gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
	        gl.glLoadIdentity();
			GLU.gluPerspective(gl, 50f, (float)width / height, 0.01f, 100f);
		}

		@Override
		public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
			gl.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
			gl.glClearDepthf(1.0f);
			eyepos[0] = 0;
			eyepos[1] = 0;
			eyepos[2] = 3;
			Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(context.getResources(), R.drawable.ic_launcher);
			// テクスチャを生成
			int textures[] = new int[1];
			gl.glGenTextures(1, textures, 0);
			gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, textures[0]);
			gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL10.GL_LINEAR);
			gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL10.GL_LINEAR);
			GLUtils.texImage2D(GL10.GL_TEXTURE_2D, 0, bitmap, 0);
			models.add(new Model(1, 0, 0));
			models.add(new Model(-1, 0, 0));
			models.add(new Model(1, 0, -2));
			models.add(new Model(-1, 0, -2));
		}
	}

	private OpenGLRenderer renderer;

	// サーフェースビューのコンストラクタ
	public SampleGLSurfaceView(Context context) {
		super(context);
		this.context = context;
        setEGLConfigChooser(8, 8, 8, 8, 16, 0);
		renderer = new OpenGLRenderer();
		setRenderer(renderer);
	}

	@Override
	public boolean onDown(MotionEvent arg0) {
		return false;
	}

	@Override
	public boolean onFling(MotionEvent arg0, MotionEvent arg1, float arg2,
			float arg3) {
		return false;
	}

	@Override
	public void onLongPress(MotionEvent arg0) {
	}

	@Override
	public boolean onScroll(MotionEvent event1, MotionEvent event2, float distx, float disty) {
		eyepos[0] += distx * 0.01;
		eyepos[1] += disty * 0.01;
		return true;
	}

	@Override
	public void onShowPress(MotionEvent arg0) {
	}

	@Override
	public boolean onSingleTapUp(MotionEvent arg0) {
		return false;
	}

}


Model.java

package cx.fam.asai.TestOpenGL;

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

import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;

public class Model {

	private FloatBuffer buffer;			// 頂点用バッファ
	private FloatBuffer normalBuffer;	// 法線用バッファ
	private FloatBuffer textureBuffer;	// テクスチャ用バッファ
	private float x, y, z;

	public Model(float x, float y, float z) {
		this.x = x;
		this.y = y;
		this.z = z;
		float vertex[] = {
				-1.0f, -1.0f, 0.0f,
				 1.0f, -1.0f, 0.0f,
				 1.0f,  1.0f, 0.0f,
				 1.0f,  1.0f, 0.0f,
				-1.0f,  1.0f, 0.0f,
				-1.0f, -1.0f, 0.0f,
		};
		ByteBuffer vb = ByteBuffer.allocateDirect(vertex.length * 4);
		vb.order(ByteOrder.nativeOrder());
		buffer = vb.asFloatBuffer();
		buffer.put(vertex);
		buffer.position(0);

		float normal[] = {
				 0.0f, 0.0f, 1.0f,
				 0.0f, 0.0f, 1.0f,
				 0.0f, 0.0f, 1.0f,
				 0.0f, 0.0f, 1.0f,
				 0.0f, 0.0f, 1.0f,
				 0.0f, 0.0f, 1.0f,
		};
		ByteBuffer nb = ByteBuffer.allocateDirect(normal.length * 4);
		nb.order(ByteOrder.nativeOrder());
		normalBuffer = nb.asFloatBuffer();
		normalBuffer.put(normal);
		normalBuffer.position(0);

		float texture[] = {
				 0.0f, 1.0f,
				 1.0f, 1.0f,
				 1.0f, 0.0f,
				 1.0f, 0.0f,
				 0.0f, 0.0f,
				 0.0f, 1.0f,
		};
		ByteBuffer tb = ByteBuffer.allocateDirect(texture.length * 4);
		tb.order(ByteOrder.nativeOrder());
		textureBuffer = tb.asFloatBuffer();
		textureBuffer.put(texture);
		textureBuffer.position(0);
	}
	
	public float distance(float ex, float ey, float ez){
		double dx = this.x - ex;
		double dy = this.y - ey;
		double dz = this.z - ez;
		return (float)Math.sqrt(dx * dx + dy * dy + dz * dz);
	}
	
	public void draw(GL10 gl) {
		gl.glPushMatrix();		// マトリックス記憶
		gl.glTranslatef(x, y, z);
		gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
		gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, buffer);
		gl.glEnableClientState(GL10.GL_NORMAL_ARRAY);
		gl.glNormalPointer(GL10.GL_FLOAT, 0, normalBuffer);
		gl.glEnableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
		gl.glTexCoordPointer(2, GL10.GL_FLOAT, 0, textureBuffer);
		gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLES, 0, 6);
		gl.glPopMatrix();		// マトリックスを戻す
	}
}


次回は、合成方法>>




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2012-04-13 09:57  nice!(0)  コメント(0) 

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