docs/html/training/graphics/opengl/projection.jd

   1 page.title=Applying Projection and Camera Views
   2 parent.title=Displaying Graphics with OpenGL ES
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  11 @jd:body
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  13 <div id="tb-wrapper">
  14 <div id="tb">
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  16 <h2>This lesson teaches you to</h2>
  17 <ol>
  18   <li><a href="#projection">Define a Projection</a></li>
  19   <li><a href="#camera-view">Define a Camera View</a></li>
  20   <li><a href="#transform">Apply Projection and Camera Transformations</a></li>
  21 </ol>
  22
  23 <h2>You should also read</h2>
  24 <ul>
  25   <li><a href="{@docRoot}guide/topics/graphics/opengl.html">OpenGL</a></li>
  26 </ul>
  27
  28 <div class="download-box">
  29  <a href="{@docRoot}shareables/training/OpenGLES.zip"
  30 class="button">Download the sample</a>
  31  <p class="filename">OpenGLES.zip</p>
  32 </div>
  33
  34 </div>
  35 </div>
  36
  37 <p>In the OpenGL ES environment, projection and camera views allow you to display drawn objects in a
  38 way that more closely resembles how you see physical objects with your eyes. This simulation of
  39 physical viewing is done with mathematical transformations of drawn object coordinates:</p>
  40
  41 <ul>
  42   <li><em>Projection</em> - This transformation adjusts the coordinates of drawn objects based on
  43 the width and height of the {@link android.opengl.GLSurfaceView} where they are displayed. Without
  44 this calculation, objects drawn by OpenGL ES are skewed by the unequal proportions of the view
  45 window. A projection transformation typically only has to be calculated when the proportions of the
  46 OpenGL view are established or changed in the {@link
  47 android.opengl.GLSurfaceView.Renderer#onSurfaceChanged
  48 onSurfaceChanged()} method of your renderer. For more information about OpenGL ES projections and
  49 coordinate mapping, see <a
  50 href="{@docRoot}guide/topics/graphics/opengl.html#coordinate-mapping">Mapping Coordinates for Drawn
  51 Objects</a>.</li>
  52   <li><em>Camera View</em> - This transformation adjusts the coordinates of drawn objects based on a
  53 virtual camera position. It’s important to note that OpenGL ES does not define an actual camera
  54 object, but instead provides utility methods that simulate a camera by transforming the display of
  55 drawn objects. A camera view transformation might be calculated only once when you establish your
  56 {@link android.opengl.GLSurfaceView}, or might change dynamically based on user actions or your
  57 application’s function.</li>
  58 </ul>
  59
  60 <p>This lesson describes how to create a projection and camera view and apply it to shapes drawn in
  61 your {@link android.opengl.GLSurfaceView}.</p>
  62
  63
  64 <h2 id="projection">Define a Projection</h2>
  65
  66 <p>The data for a projection transformation is calculated in the {@link
  67 android.opengl.GLSurfaceView.Renderer#onSurfaceChanged onSurfaceChanged()}
  68 method of your {@link android.opengl.GLSurfaceView.Renderer} class. The following example code
  69 takes the height and width of the {@link android.opengl.GLSurfaceView} and uses it to populate a
  70 projection transformation {@link android.opengl.Matrix} using the {@link
  71 android.opengl.Matrix#frustumM Matrix.frustumM()} method:</p>
  72
  73 <pre>
  74 &#64;Override
  75 public void onSurfaceChanged(GL10 unused, int width, int height) {
  76     GLES20.glViewport(0, 0, width, height);
  77
  78     float ratio = (float) width / height;
  79
  80     // this projection matrix is applied to object coordinates
  81     // in the onDrawFrame() method
  82     Matrix.frustumM(mProjectionMatrix, 0, -ratio, ratio, -1, 1, 3, 7);
  83 }
  84 </pre>
  85
  86 <p>This code populates a projection matrix, {@code mProjectionMatrix} which you can then combine
  87 with a camera view transformation in the {@link android.opengl.GLSurfaceView.Renderer#onDrawFrame
  88 onDrawFrame()} method, which is shown in the next section.</p>
  89
  90 <p class="note"><strong>Note:</strong> Just applying a projection transformation to your
  91 drawing objects typically results in a very empty display. In general, you must also apply a camera
  92 view transformation in order for anything to show up on screen.</p>
  93
  94
  95 <h2 id="camera-view">Define a Camera View</h2>
  96
  97 <p>Complete the process of transforming your drawn objects by adding a camera view transformation as
  98 part of the drawing process. In the following example code, the camera view transformation is
  99 calculated using the {@link android.opengl.Matrix#setLookAtM Matrix.setLookAtM()} method and then
 100 combined with the previously calculated projection matrix. The combined transformation matrices
 101 are then passed to the drawn shape.</p>
 102
 103 <pre>
 104 &#64;Override
 105 public void onDrawFrame(GL10 unused) {
 106     ...
 107     // Set the camera position (View matrix)
 108     Matrix.setLookAtM(mViewMatrix, 0, 0, 0, -3, 0f, 0f, 0f, 0f, 1.0f, 0.0f);
 109
 110     // Calculate the projection and view transformation
 111     Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix, 0, mProjectionMatrix, 0, mViewMatrix, 0);
 112
 113     // Draw shape
 114     mTriangle.draw(mMVPMatrix);
 115 }
 116 </pre>
 117
 118
 119 <h2 id="#transform">Apply Projection and Camera Transformations</h2>
 120
 121 <p>In order to use the combined projection and camera view transformation matrix shown in the
 122 previews sections, modify the {@code draw()} method of your graphic objects to accept the combined
 123 transformation matrix and apply it to the shape:</p>
 124
 125 <pre>
 126 public void draw(float[] mvpMatrix) { // pass in the calculated transformation matrix
 127     ...
 128
 129     // get handle to shape's transformation matrix
 130     mMVPMatrixHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uMVPMatrix");
 131
 132     // Pass the projection and view transformation to the shader
 133     GLES20.glUniformMatrix4fv(mMVPMatrixHandle, 1, false, mvpMatrix, 0);
 134
 135     // Draw the triangle
 136     GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vertexCount);
 137     ...
 138 }
 139 </pre>
 140
 141 <p>Once you have correctly calculated and applied the projection and camera view transformations,
 142 your graphic objects are drawn in correct proportions and should look like this:</p>
 143
 144
 145 <img src="{@docRoot}images/opengl/ogl-triangle-projected.png">
 146 <p class="img-caption">
 147 <strong>Figure 1.</strong> Triangle drawn with a projection and camera view applied.</p>
 148
 149
 150 <p>Now that you have an application that displays your shapes in correct proportions, it's time to
 151 add motion to your shapes.</p>