螺旋管
效果图如下：
螺旋管顶点坐标、纹理坐标生成的相关代码：
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.FloatBuffer;
import java.util.ArrayList;
import android.opengl.GLES20;
/*
* 圆环
*/
public class Spring
{
int mProgram;//自定义渲染管线着色器程序id
int muMVPMatrixHandle;//总变换矩阵引用
int maPositionHandle; //顶点位置属性引用
int maTexCoorHandle; //顶点纹理坐标属性引用
String mVertexShader;//顶点着色器代码脚本
String mFragmentShader;//片元着色器代码脚本
FloatBuffer mVertexBuffer;//顶点坐标数据缓冲
FloatBuffer mTexCoorBuffer;//顶点纹理坐标数据缓冲
int vCount=0;
float xAngle=0;//绕x轴旋转的角度
float yAngle=0;//绕y轴旋转的角度
float zAngle=0;//绕z轴旋转的角度
float h;
public Spring(MySurfaceView mv,
float rBig, float rSmall,
float h, float nCirclef, //高度，圈数
int nCol ,int nRow)
{
this.h=h;
//调用初始化顶点数据的initVertexData方法
initVertexData(rBig,rSmall,h,nCirclef,nCol,nRow);
//调用初始化着色器的intShader方法
initShader(mv);
}
//自定义的初始化顶点数据的方法
public void initVertexData(
float rBig, float rSmall,//螺旋管外径、螺旋管内径
float h, float nCirclef, //螺旋管高度，螺旋管圈数
int nCol ,int nRow) {//小圆周和大圆周切分的份数
float angdegTotal=nCirclef*360.0f;//大圆周总度数
float angdegColSpan=360.0f/nCol;//小圆周每份的角度跨度
float angdegRowSpan=angdegTotal/nRow;//大圆周每份的角度跨度
float A=(rBig-rSmall)/2;//用于旋转的小圆半径
float D=rSmall+A;//旋转轨迹形成的大圆周半径
vCount=3*nCol*nRow*2;//顶点个数，共有nColumn*nRow*2个三角形，每个三角形都有三个顶点
//坐标数据初始化
ArrayList<Float> alVertix=new ArrayList<Float>();//原顶点列表（未卷绕）
ArrayList<Integer> alFaceIndex=new ArrayList<Integer>();//组织成面的顶点的索引值列表（按逆时针卷绕）
//顶点
for(float angdegCol=0;Math.ceil(angdegCol)<360+angdegColSpan;angdegCol+=angdegColSpan)
{
double a=Math.toRadians(angdegCol);//当前小圆周弧度
for(float angdegRow=0;Math.ceil(angdegRow)<angdegTotal+angdegRowSpan;angdegRow+=angdegRowSpan)//重复了一列顶点，方便了索引的计算
{
float yVec=(angdegRow/angdegTotal)*h;//根据旋转角度增加y的值
double u=Math.toRadians(angdegRow);//当前大圆周弧度
float y=(float) (A*Math.cos(a));
float x=(float) ((D+A*Math.sin(a))*Math.sin(u));
float z=(float) ((D+A*Math.sin(a))*Math.cos(u));
//将计算出来的XYZ坐标加入存放顶点坐标的ArrayList
alVertix.add(x); alVertix.add(y+yVec); alVertix.add(z);
}
}
//索引
for(int i=0;i<nCol;i++){
for(int j=0;j<nRow;j++){
int index=i*(nRow+1)+j;//当前索引
//卷绕索引
alFaceIndex.add(index+1);//下一列---1
alFaceIndex.add(index+nRow+1);//下一列---2
alFaceIndex.add(index+nRow+2);//下一行下一列---3
alFaceIndex.add(index+1);//下一列---1
alFaceIndex.add(index);//当前---0
alFaceIndex.add(index+nRow+1);//下一列---2
}
}
//计算卷绕顶点和平均法向量
float[] vertices=new float[vCount*3];
cullVertex(alVertix, alFaceIndex, vertices);
//纹理
ArrayList<Float> alST=new ArrayList<Float>();//原纹理坐标列表（未卷绕）
for(float angdegCol=0;Math.ceil(angdegCol)<360+angdegColSpan;angdegCol+=angdegColSpan)
{
float t=angdegCol/360;//t坐标
for(float angdegRow=0;Math.ceil(angdegRow)<angdegTotal+angdegRowSpan;angdegRow+=angdegRowSpan)//重复了一列纹理坐标，以索引的计算
{
float s=angdegRow/angdegTotal;//s坐标
//将计算出来的ST坐标加入存放顶点坐标的ArrayList
alST.add(s); alST.add(t);
}
}
//计算卷绕后纹理坐标
float[] textures=cullTexCoor(alST, alFaceIndex);
//顶点坐标数据初始化
ByteBuffer vbb = ByteBuffer.allocateDirect(vertices.length*4);//创建顶点坐标数据缓冲
vbb.order(ByteOrder.nativeOrder());//设置字节顺序
mVertexBuffer = vbb.asFloatBuffer();//转换为float型缓冲
mVertexBuffer.put(vertices);//向缓冲区中放入顶点坐标数据
mVertexBuffer.position(0);//设置缓冲区起始位置
//纹理坐标数据初始化
ByteBuffer tbb = ByteBuffer.allocateDirect(textures.length*4);//创建顶点纹理数据缓冲
tbb.order(ByteOrder.nativeOrder());//设置字节顺序
mTexCoorBuffer = tbb.asFloatBuffer();//转换为float型缓冲
mTexCoorBuffer.put(textures);//向缓冲区中放入顶点纹理数据
mTexCoorBuffer.position(0);//设置缓冲区起始位置
}
//通过原顶点和面的索引值，得到用顶点卷绕的数组
public static void cullVertex(
ArrayList<Float> alv,//原顶点列表（未卷绕）
ArrayList<Integer> alFaceIndex,//组织成面的顶点的索引值列表（按逆时针卷绕）
float[] vertices//用顶点卷绕的数组（顶点结果放入该数组中，数组长度应等于索引列表长度的3倍）
){
//生成顶点的数组
int vCount=0;
for(int i:alFaceIndex){
vertices[vCount++]=alv.get(3*i);
vertices[vCount++]=alv.get(3*i+1);
vertices[vCount++]=alv.get(3*i+2);
}
}
//根据原纹理坐标和索引，计算卷绕后的纹理的方法
public static float[] cullTexCoor(
ArrayList<Float> alST,//原纹理坐标列表（未卷绕）
ArrayList<Integer> alTexIndex//组织成面的纹理坐标的索引值列表（按逆时针卷绕）
)
{
float[] textures=new float[alTexIndex.size()*2];
//生成顶点的数组
int stCount=0;
for(int i:alTexIndex){
textures[stCount++]=alST.get(2*i);
textures[stCount++]=alST.get(2*i+1);
}
return textures;
}
//自定义初始化着色器initShader方法
public void initShader(MySurfaceView mv)
{
//加载顶点着色器的脚本内容
mVertexShader=ShaderUtil.loadFromAssetsFile("vertex_tex.sh", mv.getResources());
//加载片元着色器的脚本内容
mFragmentShader=ShaderUtil.loadFromAssetsFile("frag_tex.sh", mv.getResources());
//基于顶点着色器与片元着色器创建程序
mProgram = createProgram(mVertexShader, mFragmentShader);
//获取程序中顶点位置属性引用id
maPositionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "aPosition");
//获取程序中顶点纹理坐标属性引用id
maTexCoorHandle= GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "aTexCoor");
//获取程序中总变换矩阵引用id
muMVPMatrixHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uMVPMatrix");
}
public void drawSelf(int texId)
{
MatrixState.rotate(xAngle, 1, 0, 0);
MatrixState.rotate(yAngle, 0, 1, 0);
MatrixState.rotate(zAngle, 0, 0, 1);
MatrixState.pushMatrix();
MatrixState.translate(0, -h/2, 0);
//制定使用某套shader程序
GLES20.glUseProgram(mProgram);
//将最终变换矩阵传入shader程序
GLES20.glUniformMatrix4fv(muMVPMatrixHandle, 1, false, MatrixState.getFinalMatrix(), 0);
//传送顶点位置数据
GLES20.glVertexAttribPointer
(
maPositionHandle,
3,
GLES20.GL_FLOAT,
false,
3*4,
mVertexBuffer
);
//传送顶点纹理坐标数据
GLES20.glVertexAttribPointer
(
maTexCoorHandle,
2,
GLES20.GL_FLOAT,
false,
2*4,
mTexCoorBuffer
);
//启用顶点位置数据
GLES20.glEnableVertexAttribArray(maPositionHandle);
//启用顶点纹理数据
GLES20.glEnableVertexAttribArray(maTexCoorHandle);
//绑定纹理
GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE0);
GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, texId);
//绘制纹理矩形
GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vCount);
MatrixState.popMatrix();
}
}
