EGL接口介绍

来源：互联网发布：centos 7 阿里云源编辑：程序博客网时间：2024/05/19 01:10

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，以及如何用它创建Context和绘制Surface等，并对用于OpenGL的其他视窗API做了比较分析，比如WGL和GLX。本章中将涵盖如下几个方面：

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和其他OpenGL视窗系统的比较

EGL介绍

EGL是为OpenGL ES提供平台独立性而设计。在本章中，你将详细地学习每个EGL API，并了解使用EGL时候需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，但仍然需要一个可以让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和其他渲染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，与后者比较接近。OpenGL ES图形管线的状态被存储于EGL管理的一个Context中。Frame Buffers和其他绘制Surfaces通过EGL API创建、管理和销毁。EGL同时也控制和提供了对设备显示和可能的设备渲染配置的访问。

EGL 数据类型

EGL包含了自己的一组数据类型，同时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系统的头文件中。一旦你了解这些数据类型之间的不同，使用它们将变得很简单。多数情况下，为保证可移植性，开发人员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，可以让你写的EGL代码运行在任意的EGL的实现上。Native EGL类型说明如下：

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 平台窗口数据类型，标识系统窗口

l NativePixmapType 可以作为Framebuffer的系统图像（内存）数据类型，该类型只用于离屏渲染

下面的代码是一个NativeWindowType定义的例子。这只是一个例子，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者抽象化这些细节。QUALCOMM使用IDIB结构定义native类型，如下：

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，我们将深入更多EGL数据类型细节。标准EGL数据类型如表2.1所示。

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

系统窗口或frame buffer句柄

EGLContext

OpenGL ES图形上下文

NativeDisplayType

Native系统显示类型

NativeWindowType

Native系统窗口缓存类型

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。不管是嵌入式系统或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。

下面的函数原型用于获取Native Display：

EGLDisplay eglGetDisplay (NativeDisplayType display);

其中display参数是native系统的窗口显示ID值。如果你只是想得到一个系统默认的Display，你可以使用EGL_DEFAULT_DISPLAY参数。如果系统中没有一个可用的native display ID与给定的display参数匹配，函数将返回EGL_NO_DISPLAY，而没有任何Error状态被设置。

由于设置无效的display值不会有任何错误状态，在你继续操作前请检测返回值。

下面是一个使用EGL API获取系统Display的例子：

m_eglDisplay = eglGetDisplay( system.display);

if (m_eglDisplay == EGL_NO_DISPLAY || eglGetError() != EGL_SUCCESS))

throw error_egl_display;

Initialization初始化

和很多视窗API类似，EGL在使用前需要初始化，因此每个EGLDisplay在使用前都需要初始化。初始化EGLDisplay的同时，你可以得到系统中EGL的实现版本号。了解当前的版本号在向后兼容性方面是非常有价值的。嵌入式和移动设备通常是持续的投放到市场上，所以你需要考虑到你的代码将被运行在形形色色的实现上。通过动态查询EGL版本号，你可以为新旧版本的EGL附加额外的特性或运行环境。基于平台配置，软件开发可用清楚知道哪些API可用访问，这将会为你的代码提供最大限度的可移植性。

下面是初始化EGL的函数原型：

EGLBoolean eglInitialize (EGLDisplay dpy, EGLint *major, EGLint *minor);

其中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版本号。比如EGL1.0，major返回1，minor则返回0。给major和minor传NULL是有效的，如果你不关心版本号。

eglQueryString()函数是另外一个获取版本信息和其他信息的途径。通过eglQueryString()获取版本信息需要解析版本字符串，所以通过传递一个指针给eglInitializ()函数比较容易获得这个信息。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。

下面是获取EGL版本字符串信息的函数原型：

const char * eglQueryString (EGLDisplay dpy, EGLint name);

参数name可以是EGL_VENDOR, EGL_VERSION, 或者 EGL_EXTENSIONS。这个函数最常用来查询有哪些EGL扩展被实现。所有EGL扩展都是可选的，如果你想使用某个扩展特性，请检查该扩展是否被实现了，而不要想当然假定已经实现了。如果没有扩展被实现，将返回一个Null字符串，如果给定的name参数无效，则会得到EGL_BAD_PARAMETER.错误信息。

初始化EGL

OpenGLES是一个平台中立的图形库，在它能够工作之前，需要与一个实际的窗口系统关联起来，这与OpenGL是一样的。但不一样的是，这部份工作有标准，这个标准就是EGL。而OpenGL时代在不同平台上有不同的机制以关联窗口系统，在Windows上是wgl，在X-Window上是xgl，在AppleOS上是agl等。EGL的工作方式和部份术语都接近于xgl。

OpenGL ES的初始化过程如下图所示意：

Display → Config → Surface
                        ↑
                      Context
                        ↑
Application → OpenGL Command

1. 获取Display。
Display代表显示器，在有些系统上可以有多个显示器，也就会有多个Display。获得Display要调用EGLbooleaneglGetDisplay(NativeDisplay dpy)，参数一般为 EGL_DEFAULT_DISPLAY。该参数实际的意义是平台实现相关的，在X-Window下是XDisplay ID，在MS Windows下是Window DC。

2. 初始化egl。
调用 EGLboolean eglInitialize(EGLDisplay dpy, EGLint *major, EGLint *minor)，该函数会进行一些内部初始化工作，并传回EGL版本号(major.minor)。

3. 选择Config。
所为Config实际指的是FrameBuffer的参数，在MSWindows下对应于PixelFormat，在X-Window下对应Visual。一般用EGLbooleaneglChooseConfig(EGLDisplay dpy, const EGLint * attr_list, EGLConfig *config, EGLint config_size, EGLint*num_config)，其中attr_list是以EGL_NONE结束的参数数组，通常以id,value依次存放，对于个别标识性的属性可以只有id，没有value。另一个办法是用EGLboolean eglGetConfigs(EGLDisplay dpy, EGLConfig *config, EGLint config_size, EGLint *num_config)来获得所有config。这两个函数都会返回不多于config_size个Config，结果保存在config[]中，系统的总Config个数保存在num_config中。可以利用eglGetConfig()中间两个参数为0来查询系统支持的Config总个数。
Config有众多的Attribute，这些Attribute决定FrameBuffer的格式和能力，通过eglGetConfigAttrib ()来读取，但不能修改。

4. 构造Surface。
Surface实际上就是一个FrameBuffer，通过 EGLSurfaceeglCreateWindowSurface(EGLDisplay dpy, EGLConfig confg, NativeWindowwin, EGLint *cfg_attr)来创建一个可实际显示的Surface。系统通常还支持另外两种Surface：PixmapSurface和PBufferSurface，这两种都不是可显示的Surface，PixmapSurface是保存在系统内存中的位图，PBuffer则是保存在显存中的帧。
Surface也有一些attribute，基本上都可以故名思意， EGL_HEIGHT EGL_WIDTHEGL_LARGEST_PBUFFER EGL_TEXTURE_FORMAT EGL_TEXTURE_TARGETEGL_MIPMAP_TEXTUREEGL_MIPMAP_LEVEL，通过eglSurfaceAttrib()设置、eglQuerySurface()读取。

5. 创建Context。
OpenGL的pipeline从程序的角度看就是一个状态机，有当前的颜色、纹理坐标、变换矩阵、绚染模式等一大堆状态，这些状态作用于程序提交的顶点坐标等图元从而形成帧缓冲内的像素。在OpenGL的编程接口中，Context就代表这个状态机，程序的主要工作就是向Context提供图元、设置状态，偶尔也从Context里获取一些信息。
用EGLContext eglCreateContext(EGLDisplay dpy, EGLSurface write, EGLSurface read, EGLContext * share_list)来创建一个Context。

6. 绘制。
应用程序通过OpenGL API进行绘制，一帧完成之后，调用eglSwapBuffers(EGLDisplay dpy, EGLContext ctx)来显示。

EGL Configurations

EGLConfigs是一个用来描述EGL surface配置信息的数据类型。要获取正确的渲染结果，Surface的格式是非常重要的。根据平台的不同，surface配置可能会有限制，比如某个设备只支持16位色深显示，或是不支持stencil buffer，还有其他的功能限制或精度的差异。

下面是获取系统可用的EGL配置信息的函数原型：

EGLBoolean eglGetConfigs (EGLDisplay dpy, EGLConfig *configs,EGLint config_size, EGLint *num_config);

参数configs将包含在你的平台上有效的所有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。如果config_size < num_config，则不是所有的配置信息都将被返回。如果想获取系统支持的所有配置信息，最好的办法就是先给eglGetConfig传一个NULL的configs参数，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。

下面是如果使用eglGetConfig()函数的例子：

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;

由于当前平台的限制，通常只有很少的配置可用。系统支持的配置通常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差别，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，你可以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，因为只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，并且尽可能接近一个有效的系统配置。

下面是选择一个EGL配置的函数原型：

EGLBoolean eglChooseConfig(EGLDisplay dpy, const EGLint *attrib_list,

EGLConfig *configs, EGLint config_size, EGLint * num_config);

参数attrib_list指定了选择配置时需要参照的属性。参数configs将返回一个按照attrib_list排序的平台有效的所有EGL framebuffer配置列表。参数config_size指定了可以返回到configs的总配置个数。参数num_config返回了实际匹配的配置总数。

下面是如果使用eglChoosetConfig()函数的例子：

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();

}

如果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，也包括了EGL规范中所有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

Smaller value

EGL_RED_SIZE

int

Larger value

EGL_GREEN_SIZE

int

Larger value

EGL_BLUE_SIZE

int

Larger value

EGL_ALPHA_SIZE

int

Larger value

EGL_CONFIG_CAVET

enum

EGL_DONT_CARE

1(first)

Exact value

EGL_CONFIG_ID

int

EGL_DONT_CARE

Exact value

EGL_DEPTH_SIZE

int

Smaller value

EGL_LEVEL

int

Equal value

EGL_NATIVE_RENDERABLE

Boolean

EGL_DONT_CARE

Exact value

EGL_NATIVE_VISUAL_TYPE

int

EGL_DONT_CARE

Exact value

EGL_SAMPLE_BUFFERS

int

Smaller value

EGL_SAMPLES

int

Smaller value

EGL_STENCIL_SIZE

int

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