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第二章 EGL 接口
EGL 是 OpenGL ES 和底层 Native 平台视窗系统之间的接口。本章主要讲述 OpenGL ES 的 EGL API ，以及怎样用它创建 Context 和绘制 Surface 等，并对用于 OpenGL 的其它视窗 API 做了比較分析，比方 WGL 和 GLX 。本章中将涵盖例如以下几个方面：
l EGL 综述
l EGL 主要构成（ Display ， Context ， Configuration ）
l 在 Brew 和 Windows CE 上使用 EGL
l EGL 和其它 OpenGL 视窗系统的比較
EGL 介绍
EGL
是为
OpenGL ES
提供平台独立性而设计。在本章中，你将具体地学习每一个
EGL API
，并了解使用
EGL
时候须要注意的平台特性和限制。
OpenGL ES
为附加功能和可能的平台特性开发提供了扩展机制，但仍然须要一个能够让
OpenGL ES
和本地视窗系统交互且平台无关的层。
OpenGL ES
本质上是一个图形渲染管线的状态机，而
EGL
则是用于监控这些状态以及维护
Frame buffer
和其它渲染
Surface
的外部层。图
2-1
是一个典型的
EGL
系统布局图。
EGL 视窗设计是基于人们熟悉的用于 Microsoft Windows （ WGL ）和 UNIX （ GLX ）上的 OpenGL 的 Native 接口，与后者比較接近。 OpenGL ES 图形管线的状态被存储于 EGL 管理的一个 Context 中。 Frame Buffers 和其它绘制 Surfaces 通过 EGL API 创建、管理和销毁。 EGL 同一时候也控制和提供了对设备显示和可能的设备渲染配置的訪问。
EGL 数据类型
EGL
包括了自己的一组数据类型，同一时候也提供了对一组平台相关的本地数据类型的支持。这些
Native
数据类型定义在
EGL
系统的头文件里。一旦你了解这些数据类型之间的不同，使用它们将变得非常easy。多数情况下，为保证可移植性，开发者将尽可能使用抽象数据类型而避免直接使用系统数据类型。通过使用定义在
EGL
中
Native
类型，能够让你写的
EGL
代码执行在随意的
EGL
的实现上。
Native EGL
类型说明例如以下：
l
NativeDisplayType
平台显示数据类型，标识你所开发设备的物理屏幕
l
NativeWindowType
平台窗体数据类型，标识系统窗体
l
NativePixmapType
能够作为
Framebuffer
的系统图像（内存）数据类型，该类型仅仅用于离屏渲染
以下的代码是一个
NativeWindowType
定义的样例。这仅仅是一个样例，不同平台之间的实现千差万别。使用
native
类型的关键作用在于为开发人员抽象化这些细节。
QUALCOMM
使用
IDIB
结构定义
native
类型，例如以下：
struct IDIB {
AEEVTBL(IBitmap) *pvt; // virtual table pointer
IQueryInterface * pPaletteMap; // cache for computed palette mapping info
byte * pBmp; // pointer to top row
uint32 * pRGB; // palette
NativeColor ncTransparent; // 32-bit native color value
uint16 cx; // number of pixels in width
uint16 cy; // number of pixels in height
int16 nPitch; // offset from one row to the next
uint16 cntRGB; // number of palette entries
uint8 nDepth; // size of pixel in bits
uint8 nColorScheme; // IDIB_COLORSCHEME_...(ie. 5-6-5)
uint8 reserved[6];
};
接下来的小节中，我们将深入很多其它
EGL
数据类型细节。标准
EGL
数据类型如表
2.1
所看到的。
表
2.1 EGL
数据类型
数据类型
值
EGLBoolean
EGL_TRUE =1, EGL_FALSE=0
EGLint
int
数据类型
EGLDisplay
系统显示
ID
或句柄
EGLConfig
Surface
的
EGL
配置
EGLSurface
系统窗体或
frame buffer
句柄
EGLContext
OpenGL ES
图形上下文
NativeDisplayType
Native
系统显示类型
NativeWindowType
Native
系统窗体缓存类型
NativePixmapType
Native
系统
frame buffer
EGL Displays
EGLDisplay 是一个关联系统物理屏幕的通用数据类型。对于 PC 来说， Display 就是显示器的句柄。无论是嵌入式系统或 PC ，都可能有多个物理显示设备。为了使用系统的显示设备， EGL 提供了 EGLDisplay 数据类型，以及一组操作设备显示的 API 。
以下的函数原型用于获取 Native Display ：
EGLDisplay eglGetDisplay (NativeDisplayType display);
当中 display 參数是 native 系统的窗体显示 ID 值。假设你仅仅是想得到一个系统默认的 Display ，你能够使用 EGL_DEFAULT_DISPLAY 參数。假设系统中没有一个可用的 native display ID 与给定的 display 參数匹配，函数将返回 EGL_NO_DISPLAY ，而没有不论什么 Error 状态被设置。
因为设置无效的 display 值不会有不论什么错误状态，在你继续操作前请检測返回值。
以下是一个使用 EGL API 获取系统 Display 的样例：
m_eglDisplay = eglGetDisplay( system.display);
if (m_eglDisplay == EGL_NO_DISPLAY || eglGetError() != EGL_SUCCESS))
throw error_egl_display;
Initialization
初始化
和非常多视窗
API
相似，
EGL
在使用前须要初始化，因此每一个
EGLDisplay
在使用前都须要初始化。初始化
EGLDisplay
的同一时候，你能够得到系统中
EGL
的实现版本。了解当前的版本在向后兼容性方面是很有价值的。嵌入式和移动设备一般是持续的投放到市场上，所以你须要考虑到你的代码将被执行在形形色色的实现上。通过动态查询
EGL
版本号号，你能够为新旧版本号的
EGL
附加额外的特性或执行环境。基于平台配置，软件开发可用清楚知道哪些
API
可用訪问，这将会为你的代码提供最大限度的可移植性。
以下是初始化 EGL 的函数原型：
EGLBoolean eglInitialize (EGLDisplay dpy, EGLint *major, EGLint *minor);
当中 dpy 应该是一个有效的 EGLDisplay 。函数返回时， major 和 minor 将被赋予当前 EGL 版本。比方 EGL1.0 ， major 返回 1 ， minor 则返回 0 。给 major 和 minor 传 NULL 是有效的，假设你不关心版本。
eglQueryString() 函数是另外一个获取版本号信息和其它信息的途径。通过 eglQueryString() 获取版本号信息须要解析版本号字符串，所以通过传递一个指针给 eglInitializ() 函数比較easy获得这个信息。注意在调用 eglQueryString() 必须先使用 eglInitialize() 初始化 EGLDisplay ，否则将得到 EGL_NOT_INITIALIZED 错误信息。
以下是获取 EGL 版本号字符串信息的函数原型：
const char * eglQueryString (EGLDisplay dpy, EGLint name);
EGL Configurations
EGLConfigs 是一个用来描写叙述 EGL surface 配置信息的数据类型。要获取正确的渲染结果， Surface 的格式是很重要的。依据平台的不同， surface 配置可能会有限制，比方某个设备仅仅支持 16 位色深显示，或是不支持 stencil buffer ，还有其它的功能限制或精度的差异。
以下是获取系统可用的 EGL 配置信息的函数原型：
EGLBoolean eglGetConfigs (EGLDisplay dpy, EGLConfig *configs,EGLint config_size, EGLint *num_config);
參数 configs 将包括在你的平台上有效的全部 EGL framebuffer 配置列表。支持的配置总数将通过 num_config 返回。实际返回的 configs 的配置个数依赖于程序传入的 config_size 。假设 config_size < num_config ，则不是全部的配置信息都将被返回。假设想获取系统支持的全部配置信息，最好的办法就是先给 eglGetConfig 传一个 NULL 的 configs 參数， num_config 将得到系统所支持的配置总数，然后用它来给 configs 分配合适的内存大小，再用得到的 configs 来调用 eglGetConfig 。
以下是假设使用 eglGetConfig() 函数的样例：
EGLConfig *configs_list;
EGLint num_configs;
// Main Display
m_eglDisplay = eglGetDisplay(EGL_DEFAULT_DISPLAY);
if( m_eglDisplay == EGL_NO_DISPLAY || eglGetError() != EGL_SUCCESS )
return FALSE;
if( eglInitialize( m_eglDisplay, NULL, NULL ) == EGL_FALSE || eglGetError() != EGL_SUCCESS )
return FALSE;
// find out how many configurations are supported
if ( eglGetConfigs( m_eglDisplay, NULL, 0, &num_configs)
== EGL_FALSE || eglGetError() != EGL_SUCCESS )
return FALSE;
configs_list = malloc(num_configs * sizeof(EGLConfig));
if (configs_list == (EGLConfig *)0)
return FALSE;
// Get Configurations
if( eglGetConfigs( m_eglDisplay, configs_list, num_configs, &num_configs)
== EGL_FALSE || eglGetError() != EGL_SUCCESS )
return FALSE;
因为当前平台的限制，通常仅仅有非常少的配置可用。系统支持的配置一般是利用系统硬件提供最好的性能。当你移植游戏到多个平台，它们的 EGL 配置可能会有细微的区别，我们希望作为通用的移植问题来直接处理这些问题。
选择一个 EGL Configuration
基于 EGL 的属性，你能够定义一个希望从系统获得的配置，它将返回一个最接近你的需求的配置。选择一个你特有的配置是有点不合适的，由于仅仅是在你的平台上使用有效。 eglChooseConfig() 函数将适配一个你所期望的配置，而且尽可能接近一个有效的系统配置。
以下是选择一个 EGL 配置的函数原型：
EGLBoolean eglChooseConfig(EGLDisplay dpy, const EGLint *attrib_list,
EGLConfig *configs, EGLint config_size, EGLint * num_config);
參数 attrib_list 指定了选择配置时须要參照的属性。參数 configs 将返回一个依照 attrib_list 排序的平台有效的全部 EGL framebuffer 配置列表。參数 config_size 指定了能够返回到 configs 的总配置个数。參数 num_config 返回了实际匹配的配置总数。
以下是假设使用 eglChoosetConfig() 函数的样例：
EGLint attrs[3] = { EGL_DEPTH_SIZE, 16, EGL_NONE };
EGLint num_configs;
EGLConfigs *configs_list;
// Get the display device
if ((eglDisplay = eglGetDisplay(EGL_NO_DISPLAY)) == EGL_NO_DISPLAY)
{
return eglGetError();
}
// Initialize the display
if (eglInitialize(eglDisplay, NULL, NULL) == EGL_FALSE)
{
return eglGetError();
}
// Obtain the total number of configurations that match
if (eglChooseConfig(eglDisplay, attrs, NULL, 0, &num_configs) == EGL_FALSE)
{
return eglGetError();
}
configs_list = malloc(num_configs * sizeof(EGLConfig));
if (configs_list == (EGLConfig *)0)
return eglGetError();
// Obtain the first configuration with a depth buffer of 16 bits
if (!eglChooseConfig(eglDisplay, attrs, &configs_list, num_configs, &num_configs))
{
return eglGetError();
}
假设找到多个合适的配置，有一个简单的排序算法用来匹配最接近你所查询的配置。表 2-2 显示了基于属性值的用来选择和排序的顺序，也包含了 EGL 规范中全部 EGL 配置属性及其默认值。
表 2.1 EGL 配置属性默认值和匹配法则
|
属性 |
数据类型 |
默认值 |
排序优先级 |
选择顺序 |
|
EGL_BUFFER_SIZE |
int |
0 |
3 |
Smaller value |
|
EGL_RED_SIZE |
int |
0 |
2 |
Larger value |
|
EGL_GREEN_SIZE |
int |
0 |
2 |
Larger value |
|
EGL_BLUE_SIZE |
int |
0 |
2 |
Larger value |
|
EGL_ALPHA_SIZE |
int |
0 |
2 |
Larger value |
|
EGL_CONFIG_CAVET |
enum |
EGL_DONT_CARE |
1(first) |
Exact value |
|
EGL_CONFIG_ID |
int |
EGL_DONT_CARE |
9 |
Exact value |
|
EGL_DEPTH_SIZE |
int |
0 |
6 |
Smaller value |
|
EGL_LEVEL |
int |
0 |
- |
Equal value |
|
EGL_NATIVE_RENDERABLE |
Boolean |
EGL_DONT_CARE |
- |
Exact value |
|
EGL_NATIVE_VISUAL_TYPE |
int |
EGL_DONT_CARE |
8 |
Exact value |
|
EGL_SAMPLE_BUFFERS |
int |
0 |
4 |
Smaller value |
|
EGL_SAMPLES |
int |
0 |
5 |
Smaller value |
|
EGL_STENCIL_SIZE |
int |
0 |
7 |
Smaller value |
|
EGL_SURFACE_TYPE |
bitmask |
EGL_WINDOW_BIT |
- |
Mask value |
|
EGL_TRANSPARENT_TYPE |
enum |
EGL_NONE |
- |
Exact value |
|
EGL_TRANSPARENT_RED_VALUE |
int |
EGL_DONT_CARE |
- |
Exact value |
|
EGL_TRANSPARENT_GREEN_VALUE |
int |
EGL_DONT_CARE |
- |
Exact value |
|
EGL_TRANSPARENT_BLUE_VALUE |
int |
EGL_DONT_CARE |
- |
Exact value |