Android OpenGL ES 离屏幕渲染1——EGL环境的创建，以及基础概念的理解

创建 EGL上下文、配置EGL环境、创建 EGL DISPLAY

什么是EGL：

由于OpenGL ES并不负责窗口管理以及上下文管理，该职责由各个平台自行完成；在Android平台下OpenGL ES的上下文环境是依赖EGL的API进行搭建的。

对于EGL这个框架，谷歌已经提供了GLSurfaceView，是一个已经封装EGL相关处理的工具类，但是不够灵活；对于更加核心的OpengGL ES的用法（例如多线程共享纹理）则需要开发者自行搭建EGL开发环境。

EGL是一套OpenGLES、OpenVG等渲染接口和它所运行的平台的底层原生窗口系统之间的桥接接口，也就是帮助OpenGLES或其他Khronos图形API渲染的内容投射到目标系统窗口的接口。它帮助处理图形上下文管理、表面/缓冲区绑定和渲染同步。并使用其他 Khronos API 实现高性能、加速、混合模式 2D 和 3D 渲染。EGL 还提供 Khronos旗下图形API 之间的互操作能力，以实现 API 之间的高效数据传输，例如在运行 OpenMAX AL 的视频子系统和运行 OpenGL ES 的 GPU 之间。

EGL 提供创建渲染表面的机制，OpenGL ES 和 OpenVG 等客户端 API 可在该表面上进行绘制，为客户端 API 创建图形上下文，并同步客户端 API 和原生平台渲染 API 的绘制。这样便可使用 OpenGL ES 和 OpenVG 进行无缝渲染，从而实现高性能、加速、混合模式的 2D 和 3D 渲染。

EGL 可以在多种操作系统（如 Android 和 Linux）和本机窗口系统（如 X 和 Microsoft Windows）上实现。实现还可以选择允许通过其他受支持的本机渲染 API（如 Xlib 或 GDI）渲染到特定类型的 EGL 表面。EGL 提供：

1、 用于创建客户端 API 可以在其上绘制和共享的渲染表面（窗口、pbuffers、pixmaps）的机制

2、 用于为客户端 API 创建和管理图形上下文的方法

3、 用于同步客户端 API 以及本机平台渲染 API 的绘制的方法。

总结：为了创建和管理OpenGL ES的上下文、按照用户要求渲染图像到对应平台表面、渲染线程管理、生命周期、缓冲区等资源，以及把渲染的内容投射到目标容器（如某个surface），需要使用EGL接口进行简介操作。而安卓自带的GLSurfaceView只是把EGL的创建以及和安卓系统Surface绑定的过程封装起来，让程序员方便一些而已。

示意图来自：

https://www.cnblogs.com/yongdaimi/p/11244950.html

创建 EGL显示设备：

Display(EGLDisplay) 是对实际显示设备的抽象（这个设备不一定是物理存在，也可以是逻辑存在），也就是最终的画面输出终端。

既然要进行渲染，那创建一个FrameBuffer容器是必须的，但这个容器根据自己的需要，可以通过绑定对应系统的窗口直接显示，也可以只是EGL内部一个不可见的容器——也就是所谓的离屏渲染。

在安卓中的创建也很简单，调用android.opengl.EGL14#eglGetDisplay(int)工具方法即可获得一个EGLDisplay对象，并使用android.opengl.EGL14#eglInitialize方法对其进行初始化。具体代码如下：

mEGLDisplay = EGL14.eglGetDisplay(EGL14.EGL_DEFAULT_DISPLAY)
val versions = IntArray(2)
EGL14.eglInitialize(mEGLDisplay, versions, 0, versions, 1)

创建 EGL配置信息表：

有了渲染的FrameBuffer容器，还需要告诉EGL渲染时，像素的格式，例如红绿蓝透明度4通读占的bit数、深度信息记录的bit数等配置。详细各种配置的参数解释具体可参阅：https://registry.khronos.org/EGL/sdk/docs/man/html/eglChooseConfig.xhtml

 private val mEGLConfigAttrs = intArrayOf(
            EGL14.EGL_RED_SIZE, 8,
            EGL14.EGL_GREEN_SIZE, 8,
            EGL14.EGL_BLUE_SIZE, 8,
            EGL14.EGL_ALPHA_SIZE, 8,
            EGL14.EGL_DEPTH_SIZE, 8,
            EGL14.EGL_RENDERABLE_TYPE, 
            EGL14.EGL_OPENGL_ES2_BIT,
            EGL14.EGL_NONE
    )
    val configs: Array<EGLConfig?> = arrayOfNulls(1)
    val configNum = IntArray(1)
    EGL14.eglChooseConfig(mEGLDisplay, mEGLConfigAttrs, 0, configs, 0, 1, configNum, 0) //获取1个EGL配置，因为这个例子只需要一个

（安卓SDK自带的exoplayert2也自带了一些EGLConfig属性表的例子，可以参考com.google.android.exoplayer2.util.EGLSurfaceTexture#EGL_CONFIG_ATTRIBUTES、com.google.android.exoplayer2.util.GlUtil.Api17#getEglConfig）

创建 EGL渲染上下文：

使用刚刚创建的EGLDisplay及其EGLConfig通过EGL 创建 EGLContext。

函数形式：

    public static native EGLContext eglCreateContext(
        EGLDisplay dpy,
        EGLConfig config,
        EGLContext share_context,
        int[] attrib_list,
        int offset
    );

具体代码：

mEGLContext = EGL14.eglCreateContext(mEGLDisplay, mEGLConfig, EGL14.EGL_NO_CONTEXT, mEGLContextAttrs, 0)

第三个参数如果有需要共享这个EGLContext，如实现多线程渲染，则可以传入一个已创建成功的上下文，这样就可以得到一个共享的上下文(Shared Context)。例子可以参考：https://juejin.cn/post/6969580005151997989

eglCreateContext 为当前渲染 API（使用 eglBindAPI 设置）创建 EGL 渲染上下文并返回上下文句柄。然后可以使用该上下文渲染到 EGL 绘图表面。如果 eglCreateContext 无法创建渲染上下文，则返回 EGL_NO_CONTEXT。

如果传入的share_context不是EGL_NO_CONTEXT，而是像mEGLContext这种已经创建好的的eglContext，则这个上下文本身以及这个它所使用的其他上下文，所有已被它共享、且可共享的数据（由当前渲染 API 的客户端 API 规范定义），在这个新创建的上下文上也会共享得到。但是，所有共享数据的渲染上下文本身必须存在于同一地址空间中。如果两个渲染上下文都属于同一个进程，则它们共享一个地址空间。

attrib_list 指定上下文的属性列表。该列表具有与 eglChooseConfig 中描述的相同的结构。可以指定的属性和属性值可参考：

https://registry.khronos.org/EGL/sdk/docs/man/html/eglCreateContext.xhtml

创建 EGLSurface：

Surface（EGLSurface）是对用来存储图像的内存区域。也就是实际存储数据的地方

根据自己需要绘制内容的大小和需求，创建 EGLSurface。例子使用的是PbufferSurface。

mEGLSurface = EGL14.eglCreatePbufferSurface(mEGLDisplay, mEGLConfig, eglSurfaceAttrs, 0)

也可以根据需要创建其他类型的Surface,例如WindowSurface、PixmapSurface，像在android上使用eglCreateWindowSurface就可以创建一个与SurfaceView、SurfaceHolder或Surface捆绑的EGLSurface,这样内容就可以展示在这些Window对象上，不过这就不是离屏渲染了。

把刚刚创建的一系列EGL对象进行绑定：

绑定EGLSurface和EGLContext到显示设备（EGLDisplay），但这个EGLDisplay的内容没有和View绑定，所以并不会直接显示

EGL14.eglMakeCurrent(mEGLDisplay, mEGLSurface, mEGLSurface, mEGLContext)

销毁EGL环境：

当在渲染任务完成后，在使用完OpenGL ES后，要把EGL环境进行销毁，否则会浪费设备资源。销毁之前创建的EGL上下文、存储图像内容的Surface、以及投射内容的显示设备EGLDisplay。具体代码

        // 与显示设备解绑
        EGL14.eglMakeCurrent(mEGLDisplay, EGL14.EGL_NO_SURFACE, EGL14.EGL_NO_SURFACE, EGL14.EGL_NO_CONTEXT)
        // 销毁 EGLSurface
        EGL14.eglDestroySurface(mEGLDisplay, mEGLSurface)
        // 销毁EGLContext
        EGL14.eglDestroyContext(mEGLDisplay, mEGLContext)
        // 销毁EGLDisplay(显示设备)
        EGL14.eglTerminate(mEGLDisplay)

结尾：

本文主要是介绍EGL的概念、作用，为后续的离屏渲染做铺垫。下一篇文章将开始介绍EGL环境创建后如何进行OpenGL ES API调用，并把结果进行提取。

引用：

OpenGL ES：Android平台EGL环境 - 简书

Android OpenGL ES从白痴到入门(四):离屏渲染(Pbuffer)_pbuffers+pixmaps-CSDN博客

EGL Overview - The Khronos Group Inc

https://en.wikipedia.org/wiki/OpenVG

https://registry.khronos.org/EGL/sdk/docs/man/html/eglChooseConfig.xhtml

https://registry.khronos.org/EGL/sdk/docs/man/html/eglCreateContext.xhtml

OpenGL ES 共享上下文实现多线程渲染 - 掘金

https://www.cnblogs.com/yongdaimi/p/11244950.html