Android EGL接口解析.docx
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AndroidEGL接口解析
AndroidEGL接口解析
EGL是OpenGLES和底层Native平台视窗系统之间的接口。
本章主要讲述OpenGLES的EGLAPI，以及如何用它创建Context和绘制Surface等，并对用于OpenGL的其他视窗API做了比较分析，比如WGL和GLX。
本章中将涵盖如下几个方面：
EGL综述
EGL主要构成（Display，Context，Configuration）
在Brew和WindowsCE上使用EGL
EGL和其他OpenGL视窗系统的比较
EGL介绍
EGL是为OpenGLES提供平台独立性而设计。
在本章中，你将详细地学习每个EGLAPI，并了解使用EGL时候需要注意的平台特性和限制。
OpenGLES为附加功能和可能的平台特性开发提供了扩展机制，但仍然需要一个可以让OpenGLES和本地视窗系统交互且平台无关的层。
OpenGLES本质上是一个图形渲染管线的状态机，而EGL则是用于监控这些状态以及维护Framebuffer和其他渲染Surface的外部层。
图2-1是一个典型的EGL系统布局图。
EGL视窗设计是基于人们熟悉的用于MicrosoftWindows（WGL）和UNIX（GLX）上的OpenGL的Native接口，与后者比较接近。
OpenGLES图形管线的状态被存储于EGL管理的一个Context中。
FrameBuffers和其他绘制Surfaces通过EGLAPI创建、管理和销毁。
EGL同时也控制和提供了对设备显示和可能的设备渲染配置的访问。
EGL数据类型
EGL包含了自己的一组数据类型，同时也提供了对一组平台相关的本地数据类型的支持。
这些Native数据类型定义在EGL系统的头文件中。
一旦你了解这些数据类型之间的不同，使用它们将变得很简单。
多数情况下，为保证可移植性，开发人员将尽可能使用抽象数据类型而避免直接使用系统数据类型。
通过使用定义在EGL中Native类型，可以让你写的EGL代码运行在任意的EGL的实现上。
NativeEGL类型说明如下：
l NativeDisplayType平台显示数据类型，标识你所开发设备的物理屏幕
l NativeWindowType平台窗口数据类型，标识系统窗口
l NativePixmapType可以作为Framebuffer的系统图像（内存）数据类型，该类型只用于离屏渲染
下面的代码是一个NativeWindowType定义的例子。
这只是一个例子，不同平台之间的实现千差万别。
使用native类型的关键作用在于为开发者抽象化这些细节。
QUALCOMM使用IDIB结构定义native类型，如下：
structIDIB{
AEEVTBL（IBitmap）*pvt;//virtualtablepointer
IQueryInterface*pPaletteMap;//cacheforcomputedpalettemappinginfo
byte*pBmp;//pointertotoprow
uint32*pRGB;//palette
NativeColorncTransparent;//32-bitnativecolorvalue
uint16cx;//numberofpixelsinwidth
uint16cy;//numberofpixelsinheight
int16nPitch;//offsetfromonerowtothenext
uint16cntRGB;//numberofpaletteentries
uint8nDepth;//sizeofpixelinbits
uint8nColorScheme;//IDIB_COLORSCHEME_...（ie.5-6-5）
uint8reserved[6];
};
接下来的小节中，我们将深入更多EGL数据类型细节。
标准EGL数据类型如表2.1所示。
表2.1EGL数据类型
数据类型值
EGLBooleanEGL_TRUE=1,EGL_FALSE=0
EGLintint数据类型
EGLDisplay系统显示ID或句柄
EGLConfigSurface的EGL配置
EGLSurface系统窗口或framebuffer句柄
EGLContextOpenGLES图形上下文
NativeDisplayTypeNative系统显示类型
NativeWindowTypeNative系统窗口缓存类型
NativePixmapTypeNative系统framebuffer
EGLDisplays
EGLDisplay是一个关联系统物理屏幕的通用数据类型。
对于PC来说，Display就是显示器的句柄。
不管是嵌入式系统或PC，都可能有多个物理显示设备。
为了使用系统的显示设备，EGL提供了EGLDisplay数据类型，以及一组操作设备显示的API。
下面的函数原型用于获取NativeDisplay：
EGLDisplayeglGetDisplay（NativeDisplayTypedisplay）;
其中display参数是native系统的窗口显示ID值。
如果你只是想得到一个系统默认的Display，你可以使用EGL_DEFAULT_DISPLAY参数。
如果系统中没有一个可用的nativedisplayID与给定的display参数匹配，函数将返回EGL_NO_DISPLAY，而没有任何Error状态被设置。
由于设置无效的display值不会有任何错误状态，在你继续操作前请检测返回值。
下面是一个使用EGLAPI获取系统Display的例子：
m_eglDisplay=eglGetDisplay（system.display）;
if（m_eglDisplay==EGL_NO_DISPLAY||eglGetError（）!
=EGL_SUCCESS））
throwerror_egl_display;
Initialization初始化
和很多视窗API类似，EGL在使用前需要初始化，因此每个EGLDisplay在使用前都需要初始化。
初始化EGLDisplay的同时，你可以得到系统中EGL的实现版本号。
了解当前的版本号在向后兼容性方面是非常有价值的。
嵌入式和移动设备通常是持续的投放到市场上，所以你需要考虑到你的代码将被运行在形形色色的实现上。
通过动态查询EGL版本号，你可以为新旧版本的EGL附加额外的特性或运行环境。
基于平台配置，软件开发可用清楚知道哪些API可用访问，这将会为你的代码提供最大限度的可移植性。
下面是初始化EGL的函数原型：
EGLBooleaneglInitialize（EGLDisplaydpy,EGLint*major,EGLint*minor）;
其中dpy应该是一个有效的EGLDisplay。
函数返回时，major和minor将被赋予当前EGL版本号。
比如EGL1.0，major返回1，minor则返回0。
给major和minor传NULL是有效的，如果你不关心版本号。
eglQueryString（）函数是另外一个获取版本信息和其他信息的途径。
通过eglQueryString（）获取版本信息需要解析版本字符串，所以通过传递一个指针给eglInitializ（）函数比较容易获得这个信息。
注意在调用eglQueryString（）必须先使用eglInitialize（）初始化EGLDisplay，否则将得到EGL_NOT_INITIALIZED错误信息。
下面是获取EGL版本字符串信息的函数原型：
constchar*eglQueryString（EGLDisplaydpy,EGLintname）;
参数name可以是EGL_VENDOR,EGL_VERSION,或者EGL_EXTENSIONS。
这个函数最常用来查询有哪些EGL扩展被实现。
所有EGL扩展都是可选的，如果你想使用某个扩展特性，请检查该扩展是否被实现了，而不要想当然假定已经实现了。
如果没有扩展被实现，将返回一个Null字符串，如果给定的name参数无效，则会得到EGL_BAD_PARAMETER.错误信息。
初始化EGL
OpenGLES是一个平台中立的图形库，在它能够工作之前，需要与一个实际的窗口系统关联起来，这与OpenGL是一样的。
但不一样的是，这部份工作有标准，这个标准就是EGL。
而OpenGL时代在不同平台上有不同的机制以关联窗口系统，在Windows上是wgl，在X-Window上是xgl，在AppleOS上是agl等。
EGL的工作方式和部份术语都接近于xgl。
OpenGLES的初始化过程如下图所示意：
Display→Config→Surface
↑
Context
↑
Application→OpenGLCommand
1.获取Display。
Display代表显示器，在有些系统上可以有多个显示器，也就会有多个Display。
获得Display要调用EGLbooleaneglGetDisplay（NativeDisplaydpy），参数一般为EGL_DEFAULT_DISPLAY。
该参数实际的意义是平台实现相关的，在X-Window下是XDisplayID，在MSWindows下是WindowDC。
2.初始化egl。
调用EGLbooleaneglInitialize（EGLDisplaydpy,EGLint*major,EGLint*minor），该函数会进行一些内部初始化工作，并传回EGL版本号（major.minor）。
3.选择Config。
所为Config实际指的是FrameBuffer的参数，在MSWindows下对应于PixelFormat，在X-Window下对应Visual。
一般用EGLbooleaneglChooseConfig（EGLDisplaydpy,constEGLint*attr_list,EGLConfig*config,EGLintconfig_size,EGLint*num_config），其中attr_list是以EGL_NONE结束的参数数组，通常以id,value依次存放，对于个别标识性的属性可以只有id，没有value。
另一个办法是用EGLbooleaneglGetConfigs（EGLDisplaydpy,EGLConfig*config,EGLintconfig_size,EGLint*num_config）来获得所有config。
这两个函数都会返回不多于config_size个Config，结果保存在config[]中，系统的总Config个数保存在num_config中。
可以利用eglGetConfig（）中间两个参数为0来查询系统支持的Config总个数。
Config有众多的Attribute，这些Attribute决定FrameBuffer的格式和能力，通过eglGetConfigAttrib（）来读取，但不能修改。
4.构造Surface。
Surface实际上就是一个FrameBuffer，通过EGLSurfaceeglCreateWindowSurface（EGLDisplaydpy,EGLConfigconfg,NativeWindowwin,EGLint*cfg_attr）来创建一个可实际显示的Surface。
系统通常还支持另外两种Surface：
PixmapSurface和PBufferSurface，这两种都不是可显示的Surface，PixmapSurface是保存在系统内存中的位图，PBuffer则是保存在显存中的帧 。
Surface也有一些attribute，基本上都可以故名思意，EGL_HEIGHTEGL_WIDTHEGL_LARGEST_PBUFFEREGL_TEXTURE_FORMATEGL_TEXTURE_TARGETEGL_MIPMAP_TEXTUREEGL_MIPMAP_LEVEL，通过eglSurfaceAttrib（）设置、eglQuerySurface（）读取。
5.创建Context。
OpenGL的pipeline从程序的角度看就是一个状态机，有当前的颜色、纹理坐标、变换矩阵、绚染模式等一大堆状态，这些状态作用于程序提交的顶点坐标等图元从而形成帧缓冲内的像素。
在OpenGL的编程接口中，Context就代表这个状态机，程序的主要工作就是向Context提供图元、设置状态，偶尔也从Context里获取一些信息。
用EGLContexteglCreateContext（EGLDisplaydpy,EGLSurfacewrite,EGLSurfaceread,EGLContext*share_list）来创建一个Context。
6.绘制。
应用程序通过OpenGLAPI进行绘制，一帧完成之后，调用eglSwapBuffers（EGLDisplaydpy,EGLContextctx） 来显示。
EGLConfigurations
EGLConfigs是一个用来描述EGLsurface配置信息的数据类型。
要获取正确的渲染结果，Surface的格式是非常重要的。
根据平台的不同，surface配置可能会有限制，比如某个设备只支持16位色深显示，或是不支持stencilbuffer，还有其他的功能限制或精度的差异。
下面是获取系统可用的EGL配置信息的函数原型：
EGLBooleaneglGetConfigs（EGLDisplaydpy,EGLConfig*configs,EGLintconfig_size,EGLint*num_config）;
参数configs将包含在你的平台上有效的所有EGLframebuffer配置列表。
支持的配置总数将通过num_config返回。
实际返回的configs的配置个数依赖于程序传入的config_size。
如果config_size如果想获取系统支持的所有配置信息，最好的办法就是先给eglGetConfig传一个NULL的configs参数，num_config将得到系统所支持的配置总数，然后用它来给configs分配合适的内存大小，再用得到的configs来调用eglGetConfig。
下面是如果使用eglGetConfig（）函数的例子：
EGLConfig*configs_list;
EGLintnum_configs;
//MainDisplay
m_eglDisplay=eglGetDisplay（EGL_DEFAULT_DISPLAY）;
if（m_eglDisplay==EGL_NO_DISPLAY||eglGetError（）!
=EGL_SUCCESS）
returnFALSE;
if（eglInitialize（m_eglDisplay,NULL,NULL）==EGL_FALSE||eglGetError（）!
=EGL_SUCCESS）
returnFALSE;
//findouthowmanyconfigurationsaresupported
if（eglGetConfigs（m_eglDisplay,NULL,0,&num_configs） ==EGL_FALSE||eglGetError（）!
=EGL_SUCCESS）
returnFALSE;
configs_list=malloc（num_configs*sizeof（EGLConfig））;
if（configs_list==（EGLConfig*）0）
returnFALSE;
//GetConfigurations
if（eglGetConfigs（m_eglDisplay,configs_list,num_configs,&num_configs）==EGL_FALSE||eglGetError（）!
=EGL_SUCCESS）
returnFALSE;
由于当前平台的限制，通常只有很少的配置可用。
系统支持的配置通常是利用系统硬件提供最好的性能。
当你移植游戏到多个平台，它们的EGL配置可能会有细微的差别，我们希望作为通用的移植问题来直接处理这些问题。
选择一个EGLConfiguration
基于EGL的属性，你可以定义一个希望从系统获得的配置，它将返回一个最接近你的需求的配置。
选择一个你特有的配置是有点不合适的，因为只是在你的平台上使用有效。
eglChooseConfig（）函数将适配一个你所期望的配置，并且尽可能接近一个有效的系统配置。
下面是选择一个EGL配置的函数原型：
EGLBooleaneglChooseConfig（EGLDisplaydpy,constEGLint*attrib_list,
EGLConfig*configs,EGLintconfig_size,EGLint*num_config）;
参数attrib_list指定了选择配置时需要参照的属性。
参数configs将返回一个按照attrib_list排序的平台有效的所有EGLframebuffer配置列表。
参数config_size指定了可以返回到configs的总配置个数。
参数num_config返回了实际匹配的配置总数。
下面是如果使用eglChoosetConfig（）函数的例子：
EGLintattrs[3]={EGL_DEPTH_SIZE,16,EGL_NONE};
EGLintnum_configs;
EGLConfigs*configs_list;
//Getthedisplaydevice
if（（eglDisplay=eglGetDisplay（EGL_NO_DISPLAY））==EGL_NO_DISPLAY）
{
returneglGetError（）;
}
//Initializethedisplay
if（eglInitialize（eglDisplay,NULL,NULL）==EGL_FALSE）
{
returneglGetError（）;
}
//Obtainthetotalnumberofconfigurationsthatmatch
if（eglChooseConfig（eglDisplay,attrs,NULL,0,&num_configs）==EGL_FALSE）
{
returneglGetError（）;
}
configs_list=malloc（num_configs*sizeof（EGLConfig））;
if（configs_list==（EGLConfig*）0）
returneglGetError（）;
//Obtainthefirstconfigurationwithadepthbufferof16bits
if（!
eglChooseConfig（eglDisplay,attrs,&configs_list,num_configs,&num_configs））
{
returneglGetError（）;
}
如果找到多个合适的配置，有一个简单的排序算法用来匹配最接近你所查询的配置。
表2-2显示了基于属性值的用来选择和排序的顺序，也包括了EGL规范中所有EGL配置属性及其默认值。
表2.1EGL配置属性默认值和匹配法则
属性数据类型默认值排序优先级选择顺序
EGL_BUFFER_SIZEint03Smallervalue
EGL_RED_SIZEint02Largervalue
EGL_GREEN_SIZEint02Largervalue
EGL_BLUE_SIZEint02Largervalue
EGL_ALPHA_SIZEint02Largervalue
EGL_CONFIG_CAVETenumEGL_DONT_CARE1（first）Exactvalue
EGL_CONFIG_IDintEGL_DONT_CARE9Exactvalue
EGL_DEPTH_SIZEint06Smallervalue
EGL_LEVELint0-Equalvalue
EGL_NATIVE_RENDERABLEBooleanEGL_DONT_CARE-Exactvalue
EGL_NATIVE_VISUAL_TYPEintEGL_DONT_CARE8Exactvalue
EGL_SAMPLE_BUFFERSint04Smallervalue
EGL_SAMPLESint05Smallervalue
EGL_STENCIL_SIZEint07Smallervalue
EGL_SURFACE_TYPEbitmask
EGL_WINDOW_BIT-Maskvalue
EGL_TRANSP
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