[Android] OpenGLで頂点の多いポリゴンを扱うには

How to draw many vertrics on GLSurfaceView

前回のブログobj2opengl.plをJava用に改造する では
obj2opengl: convert obj 3D models to arrays compatible with iPhone OpenGL ES « Heiko Behrens (Blog):
http://heikobehrens.net/2009/08/27/obj2opengl/
で公開されているバナナのオブジェクトは頂点が多くてJavaでは扱えないことがわかりました。

原因は
定数プールは65536エントリー以内
コンストラクターやメソッドのソースは65536バイト以内
というJavaの仕様によるものでした。

Javaは大きいソースをビルドできないので、外部ファイルに持たせる方法をいくつか試してみましたがどれも無理でした。

1.assetsフォルダーに頂点データをテキストファイルに保存する
→AssetManagerは256行以上のテキストファイルを読み込めない（IOException例外が発生）

2.頂点データをvalues/strings.xmlに保存する
→strings.xmlは65536行以上のデータを扱えない

試行錯誤の結果、obj2opengl.plが出力したbanana.hをAndroid-NDKで使うことでバナナを表示できました。
HBehrens-obj2opengl-a0f123e.zipに含まれるbanana.jpgとbanana.hをAndroidプロジェクトに取り込みます。
jniフォルダーを作ってbanana.hを保存します。
drawableフォルダーを作ってbanana.jpgを保存します。

jniフォルダーにはさらにAndroid.mkとbanan.cppを保存します。

Android.mk LOCAL_PATH := $(call my-dir) include $(CLEAR_VARS) LOCAL_MODULE := Banana LOCAL_SRC_FILES := banana.cpp include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
banana.cpp #include <jni.h> #include "banana.h" extern "C" { JNIEXPORT jint JNICALL Java_jp_fujiu_AndroidApp_BlenderBanana_Main_getBananaNumVerts (JNIEnv* env, jobject thiz) { return bananaNumVerts; } JNIEXPORT jfloatArray JNICALL Java_jp_fujiu_AndroidApp_BlenderBanana_Main_getBananaVerts (JNIEnv *env, jobject thiz) { int size = sizeof(bananaVerts) / sizeof(bananaVerts[0]); jfloatArray result = env->NewFloatArray(size); env->SetFloatArrayRegion(result, 0, size, bananaVerts); return result; } JNIEXPORT jfloatArray JNICALL Java_jp_fujiu_AndroidApp_BlenderBanana_Main_getBananaNormals (JNIEnv* env, jobject thiz) { int size = sizeof(bananaNormals) / sizeof(bananaNormals[0]); jfloatArray result = env->NewFloatArray(size); env->SetFloatArrayRegion(result, 0, size, bananaNormals); return result; } JNIEXPORT jfloatArray JNICALL Java_jp_fujiu_AndroidApp_BlenderBanana_Main_getBananaTexCoords (JNIEnv* env, jobject thiz) { int size = sizeof(bananaTexCoords) / sizeof(bananaTexCoords[0]); jfloatArray result = env->NewFloatArray(size); env->SetFloatArrayRegion(result, 0, size, bananaTexCoords); return result; } }
Activityのソースです。
Main.java(Activity) package jp.fujiu.AndroidApp.BlenderBanana; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.ByteOrder; import java.nio.FloatBuffer; import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig; import javax.microedition.khronos.opengles.GL10; import jp.fujiu.AndroidApp.BlenderBanana.R; import android.app.Activity; import android.content.Context; import android.graphics.Bitmap; import android.graphics.BitmapFactory; import android.graphics.Bitmap.Config; import android.opengl.GLSurfaceView; import android.opengl.GLU; import android.opengl.GLUtils; import android.opengl.GLSurfaceView.Renderer; import android.os.Bundle; import android.view.MotionEvent; import android.view.Window; public class Main_Banana extends Activity { static { System.loadLibrary("Banana"); } private native int getBananaNumVerts(); private native float[] getBananaVerts(); private native float[] getBananaNormals(); private native float[] getBananaTexCoords(); private MainSurface surface = null; @Override public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE); //タイトルバー非表示 } @Override protected void onResume() { super.onResume(); surface = new MainSurface(this); surface.setRenderer(surface); surface.setFocusable(true); surface.setKeepScreenOn(true); setContentView(surface); } @Override protected void onPause() { super.onPause(); surface.setKeepScreenOn(false); } private class MainSurface extends GLSurfaceView implements Renderer{ private int bananaNumVerts; private float[] bananaVerts; private float[] bananaNormals; private float[] bananaTexCoords; private FloatBuffer vertexBuff;//頂点座標バッファ private FloatBuffer normalBuff;//頂点座標バッファ private FloatBuffer coordBuff; //タッチの座標 private float lastX = 0.0f; private float lastY = 0.0f; //回転角度 private float rotateX = 0.0f; private float rotateY = 0.0f; //テクスチャー private int[] textures = new int[1]; public MainSurface(Context context) { super(context); } @Override public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) { bananaNumVerts = getBananaNumVerts(); bananaVerts = getBananaVerts(); bananaNormals = getBananaNormals(); bananaTexCoords = getBananaTexCoords(); //バッファの生成 vertexBuff = makeFloatBuffer(bananaVerts); normalBuff = makeFloatBuffer(bananaNormals); coordBuff = makeFloatBuffer(bananaTexCoords); //背景の初期化 gl.glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f); gl.glClearDepthf(1.0f); //シェーディング gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH); //深度テスト gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST); //モデルビュー変換 gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW); gl.glLoadIdentity(); //テクスチャ gl.glGenTextures(1, this.textures, 0); gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, this.textures[0]); //ビットマップの読み込み final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options(); options.inScaled = false; options.inPreferredConfig = Config.ARGB_8888; Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.banana, options); GLUtils.texImage2D(GL10.GL_TEXTURE_2D, 0, bmp, 0); gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL10.GL_LINEAR); gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL10.GL_LINEAR); gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, 0); bmp.recycle(); //テクスチャー表示設定 gl.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D); gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, textures[0]); } @Override public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) { //射影変換 gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION); gl.glLoadIdentity(); gl.glViewport(0, 0, width, height); GLU.gluPerspective(gl, 45.0f, (float)width/(float)height, 0.1f, 100f); } @Override public void onDrawFrame(GL10 gl) { //背景塗り潰し gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT); gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, vertexBuff); gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY); gl.glNormalPointer(GL10.GL_FLOAT, 0, normalBuff); gl.glEnableClientState(GL10.GL_NORMAL_ARRAY); //テクスチャ gl.glTexCoordPointer(2 ,GL10.GL_FLOAT, 0, coordBuff); gl.glEnableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY); gl.glPushMatrix(); //視点 GLU.gluLookAt(gl, rotateX/10f, rotateY/10f, 3.0f, //カメラ座標 0.0f, 0.0f, 0.0f, //カメラの向き 0.0f, 1.0f, 0.0f //カメラ上方向 ); gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLES, 0, bananaNumVerts); gl.glPopMatrix(); gl.glDisableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY); } @Override public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) { switch(event.getAction()){ case MotionEvent.ACTION_DOWN: lastX = event.getX(); lastY = event.getY(); break; case MotionEvent.ACTION_MOVE: rotateX += (event.getX() - lastX); lastX = event.getX(); rotateY += (event.getY() - lastY); lastY = event.getY(); break; } return true; } } private static FloatBuffer makeFloatBuffer(float[] arr) { ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(arr.length*4); bb.order(ByteOrder.nativeOrder()); FloatBuffer fb = bb.asFloatBuffer(); fb.put(arr); fb.position(0); return fb; } } これでカレントフォルダーをプロジェクトのjniフォルダーに移動し、ndk-buildを実行します。

起動するとこうなります。

画面をドラッグすると視点が動くようにしました。
バナナとバナナの中心点がかなり離れてるようで(気のせいでした)、大きく動かすと画面から消えてしまいます。

今回は頂点の配列をAndroid-NDK、それ以外をJavaで書いたのでエミュレーターで実行するとすごく遅いです。
FloatBufferの作成にすごく時間がかかります。バナナが表示されるまで2分くらいかかりました。
FloatBufferをシリアライズできればもっとスマートになるんですが。

Blenderモンキーの頂点＋法線ベクトルの組み合わせもソースが大きくてJavaではビルドできませんでした。objファイルをobj2opengl.plでhファイルに変換し、バナナと同じようにAndroid-NDKでビルドしました。光源で照らしてます。こちらはテクスチャがないのでエミュレーターに表示されるまで30秒くらいでした。

Android-NDKを使うデメリットはARMプラットフォームの端末しかサポートきなくなることです。x86版Android端末にはインストールすらできなくなります。
ただし、今のところ国内のAndroid端末はほとんどがARMベース（Qualcomm、Tegraなど）なので大きなデメリットではないと思います。

以上、参考になれば幸いです。