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Android多种方式实现相机圆形预览看这一篇就够了，吐血整理

2022-01-31 13:32:11 作者：互联网

Typically you will set your viewport here. If your camera
is fixed then you could also set your projection matrix here:
void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
```
gl.glViewport(0, 0, width, height);
```

// for a fixed camera, set the projection too

```
float ratio = (float) width / height;
```
```
gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
```
```
gl.glLoadIdentity();
```

gl.glFrustumf(-ratio, ratio, -1, 1, 1, 10);

}
@param gl the GL interface. Use instanceof to
test if the interface supports GL11 or higher interfaces.
@param width
@param height

void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height);

/**

Called to draw the current frame.
This method is responsible for drawing the current frame.
The implementation of this method typically looks like this:
void onDrawFrame(GL10 gl) {

gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

//... other gl calls to render the scene ...

}
@param gl the GL interface. Use instanceof to
test if the interface supports GL11 or higher interfaces.

void onDrawFrame(GL10 gl);

}

void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config)

在Surface创建或重建的情况下回调

void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height)

在Surface的大小发生变化的情况下回调

void onDrawFrame(GL10 gl)

在这里实现绘制操作。当我们设置的renderMode为RENDERMODE_CONTINUOUSLY时，该函数将不断地执行；

当我们设置的renderMode为RENDERMODE_WHEN_DIRTY时，将只在创建完成和调用requestRender后才执行。一般我们选择RENDERMODE_WHEN_DIRTY渲染模式，避免过度绘制。

一般情况下，我们会自己实现一个Renderer，然后为GLSurfaceView设置Renderer，可以说，Renderer的编写是整个流程的核心步骤。以下是在void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config)进行的初始化操作和在void onDrawFrame(GL10 gl)进行的绘制操作的流程图：

2. 具体实现

坐标系介绍

如图所示，和Android的View坐标系不同，OpenGL的坐标系是笛卡尔坐标系。

Android View的坐标系以左上角为原点，向右x递增，向下y递增；

而OpenGL坐标系以中心为原点，向右x递增，向上y递增。

着色器编写

/**

顶点着色器

private static String VERTEX_SHADER =

" attribute vec4 attr_position;\n" +

" attribute vec2 attr_tc;\n" +

" varying vec2 tc;\n" +

" void main() {\n" +

" gl_Position = attr_position;\n" +

" tc = attr_tc;\n" +

" }";

/**

片段着色器

private static String FRAG_SHADER =

" varying vec2 tc;\n" +

" uniform sampler2D ySampler;\n" +

" uniform sampler2D uSampler;\n" +

" uniform sampler2D vSampler;\n" +

" const mat3 convertMat = mat3( 1.0, 1.0, 1.0, -0.001, -0.3441, 1.772, 1.402, -0.7141, -0.58060);\n" +

" void main()\n" +

" {\n" +

" vec3 yuv;\n" +

" yuv.x = texture2D(ySampler, tc).r;\n" +

" yuv.y = texture2D(uSampler, tc).r - 0.5;\n" +

" yuv.z = texture2D(vSampler, tc).r - 0.5;\n" +

" gl_FragColor = vec4(convertMat * yuv, 1.0);\n" +

" }";

内建变量解释
gl_Position

VERTEX_SHADER代码里的gl_Position代表绘制的空间坐标。由于我们是二维绘制，所以直接传入OpenGL二维坐标系的左下(-1,-1)、右下(1,-1)、左上(-1,1)、右上(1,1)，也就是{-1,-1,1,-1,-1,1,1,1}

gl_FragColor

FRAG_SHADER代码里的gl_FragColor代表单个片元的颜色

其他变量解释
ySampler、uSampler、vSampler

分别代表Y、U、V纹理采样器

convertMat

根据以下公式：

R = Y + 1.402 (V - 128)

G = Y - 0.34414 (U - 128) - 0.71414 (V - 128)

B = Y + 1.772 (U - 128)

我们可得到一个YUV转RGB的矩阵

1.0, 1.0, 1.0,

0, -0.344, 1.77,

1.403, -0.714, 0

部分类型、函数的解释
vec3、vec4

分别代表三维向量、四维向量。

vec4 texture2D(sampler2D sampler, vec2 coord)

以指定的矩阵将采样器的图像纹理转换为颜色值；如：

texture2D(ySampler, tc).r获取到的是Y数据，

texture2D(uSampler, tc).r获取到的是U数据，

texture2D(vSampler, tc).r获取到的是V数据。

在Java代码中进行初始化

根据图像宽高创建Y、U、V对应的ByteBuffer纹理数据；

根据是否镜像显示、旋转角度选择对应的转换矩阵；

public void init(boolean isMirror, int rotateDegree, int frameWidth, int frameHeight) {

if (this.frameWidth == frameWidth

&& this.frameHeight == frameHeight

&& this.rotateDegree == rotateDegree

&& this.isMirror == isMirror) {

return;

}

dataInput = false;

this.frameWidth = frameWidth;

this.frameHeight = frameHeight;

this.rotateDegree = rotateDegree;

this.isMirror = isMirror;

yArray = new byte[this.frameWidth * this.frameHeight];

uArray = new byte[this.frameWidth * this.frameHeight / 4];

vArray = new byte[this.frameWidth * this.frameHeight / 4];

int yFrameSize = this.frameHeight * this.frameWidth;

int uvFrameSize = yFrameSize >> 2;

yBuf = ByteBuffer.allocateDirect(yFrameSize);

yBuf.order(ByteOrder.nativeOrder()).position(0);

uBuf = ByteBuffer.allocateDirect(uvFrameSize);

uBuf.order(ByteOrder.nativeOrder()).position(0);

vBuf = ByteBuffer.allocateDirect(uvFrameSize);

vBuf.order(ByteOrder.nativeOrder()).p
osition(0);

// 顶点坐标

squareVertices = ByteBuffer

.allocateDirect(GLUtil.SQUARE_VERTICES.length * FLOAT_SIZE_BYTES)

.order(ByteOrder.nativeOrder())

.asFloatBuffer();

squareVertices.put(GLUtil.SQUARE_VERTICES).position(0);

//纹理坐标

if (isMirror) {

switch (rotateDegree) {

case 0:

coordVertice = GLUtil.MIRROR_COORD_VERTICES;

break;

case 90:

coordVertice = GLUtil.ROTATE_90_MIRROR_COORD_VERTICES;

break;

case 180:

coordVertice = GLUtil.ROTATE_180_MIRROR_COORD_VERTICES;

break;

case 270:

coordVertice = GLUtil.ROTATE_270_MIRROR_COORD_VERTICES;

break;

default:

break;

}

} else {

switch (rotateDegree) {

case 0:

coordVertice = GLUtil.COORD_VERTICES;

break;

case 90:

coordVertice = GLUtil.ROTATE_90_COORD_VERTICES;

break;

case 180:

coordVertice = GLUtil.ROTATE_180_COORD_VERTICES;

break;

case 270:

coordVertice = GLUtil.ROTATE_270_COORD_VERTICES;

break;

default:

break;

}

coordVertices = ByteBuffer.allocateDirect(coordVertice.length * FLOAT_SIZE_BYTES).order(ByteOrder.nativeOrder()).asFloatBuffer();

coordVertices.put(coordVertice).position(0);

}

在Surface创建完成时进行Renderer初始化

private void initRenderer() {

rendererReady = false;

createGLProgram();

//启用纹理

GLES20.glEnable(GLES20.GL_TEXTURE_2D);

//创建纹理

createTexture(frameWidth, frameHeight, GLES20.GL_LUMINANCE, yTexture);

createTexture(frameWidth / 2, frameHeight / 2, GLES20.GL_LUMINANCE, uTexture);

createTexture(frameWidth / 2, frameHeight / 2, GLES20.GL_LUMINANCE, vTexture);

rendererReady = true;

}

其中createGLProgram用于创建OpenGL Program并关联着色器代码中的变量

private void createGLProgram() {

int programHandleMain = GLUtil.createShaderProgram();

if (programHandleMain != -1) {

// 使用着色器程序

GLES20.glUseProgram(programHandleMain);

// 获取顶点着色器变量

int glPosition = GLES20.glGetAttribLocation(programHandleMain, “attr_position”);

int textureCoord = GLES20.glGetAttribLocation(programHandleMain, “attr_tc”);

// 获取片段着色器变量

int ySampler = GLES20.glGetUniformLocation(programHandleMain, “ySampler”);

int uSampler = GLES20.glGetUniformLocation(programHandleMain, “uSampler”);

int vSampler = GLES20.glGetUniformLocation(programHandleMain, “vSampler”);

//给变量赋值

/**

GLES20.GL_TEXTURE0 和 ySampler 绑定
GLES20.GL_TEXTURE1 和 uSampler 绑定
GLES20.GL_TEXTURE2 和 vSampler 绑定
也就是说 glUniform1i的第二个参数代表图层序号

GLES20.glUniform1i(ySampler, 0);

GLES20.glUniform1i(uSampler, 1);

GLES20.glUniform1i(vSampler, 2);

GLES20.glEnableVertexAttribArray(glPosition);

GLES20.glEnableVertexAttribArray(textureCoord);

/**

设置Vertex Shader数据

squareVertices.position(0);

GLES20.glVertexAttribPointer(glPosition, GLUtil.COUNT_PER_SQUARE_VERTICE, GLES20.GL_FLOAT, false, 8, squareVertices);

coordVertices.position(0);

GLES20.glVertexAttribPointer(textureCoord, GLUtil.COUNT_PER_COORD_VERTICES, GLES20.GL_FLOAT, false, 8, coordVertices);

}

其中createTexture用于根据宽高和格式创建纹理

private void createTexture(int width, int height, int format, int[] textureId) {

//创建纹理

GLES20.glGenTextures(1, textureId, 0);

//绑定纹理

GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, textureId[0]);

/**

{@link GLES20#GL_TEXTURE_WRAP_S}代表左右方向的纹理环绕模式
{@link GLES20#GL_TEXTURE_WRAP_T}代表上下方向的纹理环绕模式
{@link GLES20#GL_REPEAT}：重复
{@link GLES20#GL_MIRRORED_REPEAT}：镜像重复
{@link GLES20#GL_CLAMP_TO_EDGE}：忽略边框截取
例如我们使用{@link GLES20#GL_REPEAT}：

        squareVertices           coordVertices

        -1.0f, -1.0f,            1.0f, 1.0f,

        1.0f, -1.0f,             1.0f, 0.0f,         ->          和textureView预览相同

        -1.0f, 1.0f,             0.0f, 1.0f,

        1.0f, 1.0f               0.0f, 0.0f

        squareVertices           coordVertices

        -1.0f, -1.0f,            2.0f, 2.0f,

        1.0f, -1.0f,             2.0f, 0.0f,         ->          和textureView预览相比，分割成了4 块相同的预览（左下，右下，左上，右上）

        -1.0f, 1.0f,             0.0f, 2.0f,

        1.0f, 1.0f               0.0f, 0.0f

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);

/**

{@link GLES20#GL_TEXTURE_MIN_FILTER}代表所显示的纹理比加载进来的纹理小时的情况
{@link GLES20#GL_TEXTURE_MAG_FILTER}代表所显示的纹理比加载进来的纹理大时的情况
{@link GLES20#GL_NEAREST}：使用纹理中坐标最接近的一个像素的颜色作为需要绘制的像素颜色
{@link GLES20#GL_LINEAR}：使用纹理中坐标最接近的若干个颜色，通过加权平均算法得到需要绘制的像素颜色

GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GLES20.GL_NEAREST);

GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GLES20.GL_LINEAR);

GLES20.glTexImage2D(GLES20.GL_TEXTURE_2D, 0, format, width, height, 0, format, GLES20.GL_UNSIGNED_BYTE, null);

}

在Java代码中调用绘制

在数据源获取到时裁剪并传入帧数据

@Override

public void onPreview(final byte[] nv21, Camera camera) {

//裁剪指定的图像区域

ImageUtil.cropNV21(nv21, this.squareNV21, previewSize.width, previewSize.height, cropRect);

//刷新GLSurfaceView

roundCameraGLSurfaceView.refreshFrameNV21(this.squareNV21);

}

NV21数据裁剪代码

/**

裁剪NV21数据
@param originNV21 原始的NV21数据
@param cropNV21 裁剪结果NV21数据，需要预先分配内存
@param width 原始数据的宽度
@param height 原始数据的高度
@param left 原始数据被裁剪的区域的左边界
@param top 原始数据被裁剪的区域的上边界
@param right 原始数据被裁剪的区域的右边界
@param bottom 原始数据被裁剪的区域的下边界

public static void cropNV21(byte[] originNV21, byte[] cropNV21, int width, int height, int left, int top, int right, int bottom) {

int halfWidth = width / 2;

int cropImageWidth = right - left;

int cropImageHeight = bottom - top;

//原数据Y左上

int originalYLineStart = top * width;

int targetYIndex = 0;

//原数据UV左上

int originalUVLineStart = width * height + top * halfWidth;

//目标数据的UV起始值

int targetUVIndex = cropImageWidth * cropImageHeight;

for (int i = top; i < bottom; i++) {

System.arraycopy(originNV21, originalYLineStart + left, cropNV21, targetYIndex, cropImageWidth);

originalYLineStart += width;

targetYIndex += cropImageWidth;

if ((i & 1) == 0) {

System.arraycopy(originNV21, originalUVLineStart + left, cropNV21, targetUVIndex, cropImageWidth);

originalUVLineStart += width;

targetUVIndex += cropImageWidth;

}

传给GLSurafceView并刷新帧数据

/**

传入NV21刷新帧
@param data NV21数据

public void refreshFrameNV21(byte[] data) {

if (rendererReady) {

yBuf.clear();

uBuf.clear();

vBuf.clear();

putNV21(data, frameWidth, frameHeight);

dataInput = true;

requestRender();

}

其中putNV21用于将NV21中的Y、U、V数据分别取出

/**

将NV21数据的Y、U、V分量取出
@param src nv21帧数据
@param width 宽度
@param height 高度

private void putNV21(byte[] src, int width, int height) {

int ySize = width * height;

int frameSize = ySize * 3 / 2;

//取分量y值

System.arraycopy(src, 0, yArray, 0, ySize);

int k = 0;

//取分量uv值

int index = ySize;

while (index < frameSize) {

vArray[k] = src[index++];

uArray[k++] = src[index++];

}

yBuf.put(yArray).position(0);

uBuf.put(uArray).position(0);

vBuf.put(vArray).position(0);

}

在执行requestRender后，onDrawFrame函数将被回调，在其中进行三个纹理的数据绑定并绘制

@Override

public void onDrawFrame(GL10 gl) {

// 分别对每个纹理做激活、绑定、设置数据操作

if (dataInput) {

//y

GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE0);

GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, yTexture[0]);

GLES20.glTexSubImage2D(GLES20.GL_TEXTURE_2D,

frameWidth,

frameHeight,

GLES20.GL_LUMINANCE,

GLES20.GL_UNSIGNED_BYTE,

yBuf);

//u

GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE1);

GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, uTexture[0]);

GLES20.glTexSubImage2D(GLES20.GL_TEXTURE_2D,

frameWidth >> 1,

frameHeight >> 1,

GLES20.GL_LUMINANCE,

GLES20.GL_UNSIGNED_BYTE,

uBuf);

//v

GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE2);

GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, vTexture[0]);

GLES20.glTexSubImage2D(GLES20.GL_TEXTURE_2D,

0,
ion(0);

}

在执行requestRender后，onDrawFrame函数将被回调，在其中进行三个纹理的数据绑定并绘制

@Override

public void onDrawFrame(GL10 gl) {

// 分别对每个纹理做激活、绑定、设置数据操作

if (dataInput) {

//y

GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE0);

GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, yTexture[0]);

GLES20.glTexSubImage2D(GLES20.GL_TEXTURE_2D,

frameWidth,

frameHeight,

GLES20.GL_LUMINANCE,

GLES20.GL_UNSIGNED_BYTE,

yBuf);

//u

GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE1);

GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, uTexture[0]);

GLES20.glTexSubImage2D(GLES20.GL_TEXTURE_2D,

frameWidth >> 1,

frameHeight >> 1,

GLES20.GL_LUMINANCE,

GLES20.GL_UNSIGNED_BYTE,

uBuf);

//v

GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE2);

GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, vTexture[0]);

GLES20.glTexSubImage2D(GLES20.GL_TEXTURE_2D,

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来源： https://blog.csdn.net/m0_66264134/article/details/122759394

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