【openGLES】安卓端EGL的使用

1. EGL是什么？

EGL（Embedded-System Graphics Library）​​ 是 Khronos Group 制定的标准接口，用于 ​管理 OpenGL ES / OpenVG 与本地窗口系统之间的交互。它相当于一个“中间层”，解决以下问题：

• ​跨平台兼容性​：不同操作系统（Android、Linux、Windows 等）的窗口系统差异。
• ​资源管理​：创建渲染表面（Surface）、上下文（Context）、缓冲区等。
• 多API支持​：支持 OpenGL ES、OpenGL、OpenVG 等多种图形API。

EGLDisplay (连接显示系统)
    │
    ├── EGLSurface (渲染目标：窗口或离屏缓冲区)
    │
    └── EGLContext (渲染状态和环境)
          │
          └── OpenGL ES 绘制命令

2. EGL的使用流程

EGL 的初始化流程有严格的顺序要求，错误顺序会导致崩溃或上下文创建失败。
​标准流程​：

1. 获取 Display​ → eglGetDisplay()
2. ​初始化 EGL​ → eglInitialize()
3. 绑定 API​ → eglBindAPI()（明确使用 OpenGL ES 还是 OpenGL）
4. 选择 Config​ → eglChooseConfig()。EGL Config 决定了渲染表面的属性（如颜色深度、深度缓冲区、模板缓冲区等）。
5. 创建 Surface​ → eglCreateWindowSurface()（在线渲染）或者eglCreatePbufferSurface()（离屏渲染）
6. ​创建 Context​ → eglCreateContext(）
7. ​绑定 Context 和 Surface​ → eglMakeCurrent()

EGL 资源必须手动释放，且顺序与创建相反：

• 解绑 Context → eglMakeCurrent(…, EGL_NO_CONTEXT)
• 销毁 Context → eglDestroyContext()
• 销毁 Surface → eglDestroySurface()
• 终止 Display → eglTerminate()

​注意事项​：

• 在 eglInitialize() 之前调用 eglChooseConfig() 会直接失败。
• 单线程绑定​：eglMakeCurrent() 会将 Context 绑定到当前线程，同一线程只能绑定一个 Context。
• 多线程渲染​：需在每个线程单独创建和绑定 Context，并共享资源（通过 eglCreateContext() 的 share_context 参数）。
• ​解绑时机​：在销毁 Context 前必须调用 eglMakeCurrent(…, EGL_NO_CONTEXT)。

若使用 ​PBuffer​ 或 ​FBO​ 离屏渲染：

• PBuffer​：通过 eglCreatePbufferSurface() 创建，需指定宽高。
• ​FBO​：更灵活，但需额外管理帧缓冲和纹理附件。
• 性能优化​：离屏渲染可能比窗口渲染更快（无垂直同步限制）。

2.1 在线渲染

#include <EGL/egl.h>
#include <GLES3/gl3.h>

EGLDisplay eglDisplay;
EGLSurface eglSurface;
EGLContext eglContext;

bool initOnScreenEGL() {
    // 1. 获取默认显示连接
    eglDisplay = eglGetDisplay(EGL_DEFAULT_DISPLAY);
    if (eglDisplay == EGL_NO_DISPLAY) return false;

    // 2. 初始化 EGL
    EGLint major, minor;
    if (!eglInitialize(eglDisplay, &major, &minor)) return false;

    // 3. 选择配置
    const EGLint configAttribs[] = {
        EGL_RENDERABLE_TYPE, EGL_OPENGL_ES3_BIT,
        EGL_SURFACE_TYPE, EGL_WINDOW_BIT,
        EGL_RED_SIZE, 8,
        EGL_GREEN_SIZE, 8,
        EGL_BLUE_SIZE, 8,
        EGL_ALPHA_SIZE, 8,
        EGL_DEPTH_SIZE, 24,
        EGL_NONE
    };
    EGLConfig eglConfig;
    EGLint numConfigs;
    if (!eglChooseConfig(eglDisplay, configAttribs, &eglConfig, 1, &numConfigs)) return false;

    // 4. 创建窗口表面（绑定到原生窗口）
    // 安卓端从 SurfaceHolder 获取 ANativeWindow
	ANativeWindow* nativeWindow = ANativeWindow_fromSurface(env, surface);
	eglCreateWindowSurface(display, config, window, nullptr);
    eglSurface = eglCreateWindowSurface(eglDisplay, eglConfig, nativeWindow, nullptr);  
    if (eglSurface == EGL_NO_SURFACE) return false;
    
    // 5. 创建上下文
    const EGLint contextAttribs[] = {
        EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION, 3,
        EGL_NONE
    };
    eglContext = eglCreateContext(eglDisplay, eglConfig, EGL_NO_CONTEXT, contextAttribs);
    if (eglContext == EGL_NO_CONTEXT) return false;

    // 6. 绑定上下文和表面
    if (!eglMakeCurrent(eglDisplay, eglSurface, eglSurface, eglContext)) return false;

    return true;
}

void renderFrame() {
    glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.4f, 1.0f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    // 绘制代码...
    eglSwapBuffers(eglDisplay, eglSurface); // 交换缓冲区，显示到屏幕
}

void cleanup() {
    eglMakeCurrent(eglDisplay, EGL_NO_SURFACE, EGL_NO_SURFACE, EGL_NO_CONTEXT);
    eglDestroyContext(eglDisplay, eglContext);
    eglDestroySurface(eglDisplay, eglSurface);
    eglTerminate(eglDisplay);
}

2.2 离屏渲染

#include <EGL/egl.h>
#include <GLES3/gl3.h>

EGLDisplay eglDisplay;
EGLSurface eglSurface; // PBuffer Surface
EGLContext eglContext;

bool initOffScreenEGL(int width, int height) {
    // 1. 获取默认显示连接
    eglDisplay = eglGetDisplay(EGL_DEFAULT_DISPLAY);
    if (eglDisplay == EGL_NO_DISPLAY) return false;

    // 2. 初始化 EGL
    EGLint major, minor;
    if (!eglInitialize(eglDisplay, &major, &minor)) return false;

    // 3. 选择配置（不需要 EGL_WINDOW_BIT）
    const EGLint configAttribs[] = {
        EGL_RENDERABLE_TYPE, EGL_OPENGL_ES3_BIT,
        EGL_SURFACE_TYPE, EGL_PBUFFER_BIT, // 使用 PBuffer
        EGL_RED_SIZE, 8,
        EGL_GREEN_SIZE, 8,
        EGL_BLUE_SIZE, 8,
        EGL_ALPHA_SIZE, 8,
        EGL_DEPTH_SIZE, 24,
        EGL_NONE
    };
    EGLConfig eglConfig;
    EGLint numConfigs;
    if (!eglChooseConfig(eglDisplay, configAttribs, &eglConfig, 1, &numConfigs)) return false;

    // 4. 创建 PBuffer 表面（离屏渲染目标）
    const EGLint pbufferAttribs[] = {
        EGL_WIDTH, width,
        EGL_HEIGHT, height,
        EGL_NONE
    };
    eglSurface = eglCreatePbufferSurface(eglDisplay, eglConfig, pbufferAttribs);
    if (eglSurface == EGL_NO_SURFACE) return false;

    // 5. 创建上下文
    const EGLint contextAttribs[] = {
        EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION, 3,
        EGL_NONE
    };
    eglContext = eglCreateContext(eglDisplay, eglConfig, EGL_NO_CONTEXT, contextAttribs);
    if (eglContext == EGL_NO_CONTEXT) return false;

    // 6. 绑定上下文和 PBuffer 表面
    if (!eglMakeCurrent(eglDisplay, eglSurface, eglSurface, eglContext)) return false;

    return true;
}

void renderToTexture() {
    GLuint texture;
    glGenTextures(1, &texture);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, 512, 512, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, nullptr);

    // 绑定 FBO 并渲染到纹理
    GLuint fbo;
    glGenFramebuffers(1, &fbo);
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fbo);
    glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_TEXTURE_2D, texture, 0);

    glClearColor(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    // 绘制代码...

    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0); // 解绑 FBO
}

void cleanup() {
    eglMakeCurrent(eglDisplay, EGL_NO_SURFACE, EGL_NO_SURFACE, EGL_NO_CONTEXT);
    eglDestroyContext(eglDisplay, eglContext);
    eglDestroySurface(eglDisplay, eglSurface);
    eglTerminate(eglDisplay);
}