Chỉ dẫn lập trình game 3D trên Android (P4)

Chúc các bạn một ngày tốt lành, hôm qua đi đá bóng về đau chân quá ko làm việc được nên ngồi viết bài tiếp vậy!
Hôm trước ứng bài demo chạy tốt chứ? Hôm nay tôi sẽ giải thích sơ qua một chút về ứng dụng đó.
1, Trước hết là lớp GLSurfaceView:
Bắt đầu được hỗ trợ trên Android từ phiên bản 1.5.
Lớp này hỗ trợ bạn kết nối vào OpenGL từ view bằng cách quản lý một bề mặt và ghép chúng vào hệ thống view của Android. Nó quản lý một EGL display, cho phép OpenGL thực hiện render vào một bề mặt.
Tạo khả năng giúp OpenGL ES làm việc với vòng đời của Activity.
Tạo khả năng lựa chọn định dạng frame buffer pixel một cách thích hợp.
Quản lý các thread rendering riêng biệt cho phép tạo các chuyển động mượt mà :D.
Cung cấp tools debugging một cách đơn giản cho tracing các lời gọi API OpenGL ES và kiểm tra lỗi.

Bạn muốn tiến xa hơn trong OpenGL thì đây là nơi mà bạn cần phải bắt đầu.
Để sử dụng GLSurfaceView bạn chỉ cần gọi phương thức:

 public void  setRenderer(GLSurfaceView.Renderer renderer);
 

có trong GLSurfaceView. Để tùy biến các thuộc tính của GLSurfaceView thì trước khi gọi phương thức setRenderer bạn có thể gọi một số các phương thức khác như:

 setDebugFlags(int);
 setEGLConfigChooser(boolean);
 setEGLConfigChooser(EGLConfigChooser);
 setEGLConfigChooser(int, int, int, int, int, int);
 setGLWrapper(GLWrapper);
 

Mặc định GLSurfaceView sẽ tạo một bề mặt với định dạng mặc định là PixelFormat.RGB_565. Nếu bạn cần một bề mặt trong suốt bạn có thể gọi phương thức getHolder().setFormat(PixelFormat.TRANSLUCENT).
Một GLSurfaceView phải được thông báo khi Activity là paused và resumed. GLSurfaceView clients cần phải gọi phương thức onPause() khi activity pauses và gọi onResume() khi activity resumes. Lời gọi cho phép GLSurfaceView thực hiện pause hay resume các thread rendering, và nó cũng cho phép GLSurfaceView release hay khởi tạo lại các đối tượng OpenGL display.

2, GLSurfaceView.Renderer:
Là một render interface.
Render sẽ được gọi trên một thread riêng biệt vì thế hiệu năng rendering sẽ tách rời UI thread. Nhưng các render cần giao tiếp với các UI thread bởi vì UI thread là nơi nhận được các sự kiện input. Các render có thể giao tiếp bằng bất kỳ kỹ thuật java chuẩn nào cho giao tiếp cross-thread, hoặc đơn giản hơn là sử dụng phương thức queueEvent(Runnable).
Khi bạn implementation render này bạn cần khai báo các phương thức sau:

 // Gọi khi một bề mặt được khởi tạo hay khởi tạo lại
 public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) 

 // Gọi để vẽ frame hiện tại.
 // Phương thức này sẽ chịu trách nhiệm vẽ frame hiện tại.
 public void onDrawFrame(GL10 gl)

 // Gọi khi bề mặt thay đổi kích thước
 public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height)
 

onSurfaceCreated: Đây là nơi tốt để bạn cài đặt một điều gì đó mà bạn không thường xuyên thay đổi trong vòng đời của rendering.
onDrawFrame: Đây là nơi sự kiện vẽ thực sự diễn ra.
onSurfaceChanged: Nếu thiết bị của bạn cho phép chuyển giữa màn hình nằm ngang hay nằm dọc, bạn sẽ có lời gọi tới phương thức này khi sự chuyển đổi đó diễn ra. Bạn có thể thiết lập lại các tỷ lệ mới ở đây

Bạn có thể download mã nguồn của bài trước và bài này tại đây

Chỉ dẫn lập trình game 3D trên Android (P3)

Hôm nay tôi sẽ chỉ các bạn lập trình OpenGL trong Android, cách sử dụng OpenGL trong cả 2 ngôn ngữ Java và C. Điều này rất quan trọng trong việc tái sử dụng mã nguồn trong Java và C cũng như sử dụng được các tính năng tốt nhất mà mỗi ngôn ngữ cung cấp.
Bất kỳ một nhà phát triển game nào cũng cần phải biết OpenGL là kim chỉ nam cho nhưng nhà phát triển game chuyên nghiệp. Bạn khó có thể tìm thấy một game mạnh mẽ nào mà không sử dụng API của OpenGl, bởi vì nó có khả năng tận dụng và tăng tốc phần cứng hơn hầu hết tất cả các phần mềm renderer khác.
OpenGL có thể là một môn học đáng sợ cho người mới bắt đầu (that's true for me :D). Nhưng bạn cũng không thể thành thạo OpenGL tới mức biết được làm thế nào để nó có thể vẽ các phần tử đó với OpenGL API. Bạn chỉ cần sự ham học hỏi, mong muốn tìm hiểu một công cụ mạnh mẽ để xây dựng các ứng dụng đồ họa như game.
Trong giới hạn của bài này tôi không thể chỉ bạn tất cả về OpenGL mà tôi chỉ đưa ra ví dụ sử dụng chúng trong ứng dụng Android, dựa vào đó và các API của OpenGL bạn có thể tùy biến theo ý của bạn.
Tham khảo thêm về OpenGL tại:
http://www.opengl.org/sdk/docs/man/
http://www.falloutsoftware.com/tutorials/gl/gl0.htm
http://mathworld.wolfram.com/OrthographicProjection.html
http://nehe.gamedev.net/

Về thiết bị thì khỏi bàn, hiện nay Android ngày càng trở nên mạnh mẽ cho việc phát triển các ứng dụng đồ họa.
Để tận dụng tối đa hiệu năng của CPU, Google đã đưa OpenGL Embedded System (OpenGL-ES) vào trong hệ điều hành Android.
OpenGL-ES cung cấp một loạt các API làm cho game có hiệu năng sử lý cao, tăng tốc phần cứng. Đây là các Java API, để xây dựng lại chúng từ C là một công việc rất phức tạp. Tôi sẽ chỉ các bạn cách thức làm việc trên cả Java và C.
Bắt đầu bằng một số khái niệm cơ bản về OpenGL

1, Đỉnh: là một điểm trong không gian 3D trong OpenGl có thể chỉ là 2 tọa độ (x, y) hoặc nhiều tọa độ như (x, y, z, w) ở đó w là tùy chọn và mặc định nó có giá trị là 1.0, tương tự trục z cũng là tùy chọn và giá trị mặc định của nó là 0. Tất các các đối tượng được vẽ bởi các đỉnh hay chính là các điểm, do đó kho nói tới điểm cũng chính là 1 đỉnh.
2, Tam giác: được tạo nên bởi 3 điểm, trong OpenGL chúng ta có thể dùng 3 đỉnh để tạo nên 1 tam giác.
3, Đa giác: được tạo nên bởi nhiều hơn 2 điểm, tam giác cũng là 1 đa giác.

Nào trước hết chúng ta bắt đầu chúng với Java:
Tạo một Android project mới, với activity là Vortex và một số các lớp sau:

package vn.vndev.android.opengl;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;

/**
 * 
 * @author TanNM
 *
 */
public class Vortex extends Activity {
 private static final String LOG_TAG = Vortex.class.getSimpleName();
 private VortexView vortexView;

 @Override
 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  super.onCreate(savedInstanceState);
  // Hien thi toan man hinh
  this.requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE); 
  getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN,
    WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN);
  vortexView = new VortexView(this);
  setContentView(vortexView);
 }
}

package vn.vndev.android.opengl;

import android.content.Context;
import android.opengl.GLSurfaceView;
import android.view.MotionEvent;

/**
 * 
 * @author TanNM
 *
 */
public class VortexView extends GLSurfaceView {
 private static final String LOG_TAG = VortexView.class.getSimpleName();
 private VortexRenderer renderer;

 /**
  * 
  * @param context
  */
 public VortexView(Context context) {
  super(context);
  renderer = new VortexRenderer();
  setRenderer(renderer);
 }

 public boolean onTouchEvent(final MotionEvent event) {
  queueEvent(new Runnable() {
   public void run() {
    renderer.setColor(event.getX() / getWidth(), event.getY() / getHeight(), 1.0f);
   }
  });
  return true;
 }
}

package vn.vndev.android.opengl;

import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;

import android.opengl.GLSurfaceView;

/**
 * 
 * @author TanNM
 *
 */
public class VortexRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {
 private static final String LOG_TAG = VortexRenderer.class.getSimpleName();

 private float red = 0.7f;
 private float green = 0.5f;
 private float blue = 0.8f;

 @Override
 public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
  gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 }

 @Override
 public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int w, int h) {
  gl.glViewport(0, 0, w, h);
  float ratio = (float) w / h;
  gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
  gl.glLoadIdentity();
  gl.glFrustumf(-ratio, ratio, -1, 1, 1, 10);
 }

 @Override
 public void onDrawFrame(GL10 gl) {
  gl.glClearColor(red, green, blue, 1.0f);
  gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
 }

 public void setColor(float r, float g, float b) {
  red = r;
  green = g;
  blue = b;
 }
}

Ok giờ bạn hãy chạy thử ứng dụng và click lên các vị trí khác nhau của màn hình. Thấy j nhỉ?

Tối ưu hóa ứng dụng J2ME

Ứng dụng trên J2ME thường bị chậm bởi hạn chế về bộ nhớ, vậy làm sao để chúng ta có thể tối ưu hóa ứng dụng J2ME của mình. Đây là một số chỉ dẫn có ích cho bạn:
1, Khởi tạo và hủy bỏ đối tượng: Khi tạo một đối tượng bằng từ khóa new chúng sẽ chiếm một bộ nhớ của thiết bị do đó chỉ nên tạo đối tượng khi cần thiết, nên sử dụng lại các đối tượng đã có. Không nên tạo đối tượng trong các vòng lặp

for (int i = 0; i < length; i++) {
ClassName p = new ClassName ();
results[i] = p.calculateResult();
}

Chú ý: Khi sử dụng toán tử "+" với các chuỗi String nhỏ khi đó nó sẽ tạo ra các đối tượng String không cần thiết vì thế nếu sử dụng thao tác với chuỗi tôi khuyến cáo các bạn nên dùng StringBuffers hoặc mảng char

2, Trong vòng lặp bạn không nên sử dụng các thuật toán phức tạp, các tính toán trong vòng lặp. Một số cách khai báo vòng lặp tối ưu:

//Một vòng lặp tồi (Vòng lặp a)
for (int i = 0; i < v.size(); i++) {
// Do something
}
//Tốt hơn vòng lặp a (Vòng lặp b)
int size = v.size();
for (int i = 0; i < size; i++) {
// Do something
}
//Tốt hơn vòng lặp b (Vòng lặp c)
for (int i = 0,n = v.size(); i < n; i++) {
// Do something
}
/* Nếu thứ tự trong đối tượng bạn duyệt không quan trọng, bạn hãy duyệt ngược lại như bên dưới để tranh các biến local trong stack. So sánh với 0 luôn hiệu quả nhất trong các ngôn ngữ */
//Tốt hơn vòng lặp c
for( int i = v.size() - 1; i >= 0; i-- ) {
// Do something
}

3, Phân chia ứng dụng của bạn ra: Một MIDP trong thời gian thực thi sẽ load các lớp mà chúng cần, khi đó nếu một lớp lớn sẽ làm tốn bộ nhớ hơn. Hãy chia ra các lớp nhỏ nếu có thể.
Trong câu lệnh import, chỉ rõ lớp mà bạn sử dụng, không nên để như vn.vndev.mzone.util.* mà nên để như vn.vndev.mzone.util.StringUtil
Khai báo biến, khai báo là public nếu có thể bởi vì khi bạn khai báo private bạn sẽ phải truy xuất chúng thông qua phương thức getter và setter khi đó sẽ tốn hiệu năng hơn.

4, Tránh sử dụng thread, khi sử dụng một vài synchronization, hiệu năng của hệ thống sẽ giảm xuống 2/3 lần

5, Sử dụng lại các thành phần giao diện giống như Forms,TextBox... thay vì khởi tạo chúng nếu có thể, điều này làm giảm bộ nhớ sử dụng của ứng dụng.

6, Tránh thường xuyên mở Recordstores

7, Sử dụng loại phù hợp cho biến trong J2ME, như vậy sẽ tránh lãng phí bộ nhớ RAM

8, Sử dụng lại biến: Cố gắng sử dụng lại biến cang nhiều càng tốt, bởi vì tạo nhiều biến làm giảm hiệu năng và tốn dung lượng bộ nhớ. Bằng cách khai báo các biến global và nhớ ko làm ảnh hưởng tới design của lớp.

9, Chia các mảng đa chiều thành các mảng 1 chiều, truy xuất mảng đa chiều luôn làm giảm hiệu năng hệ thống.

10, Tính toán: Nên sử dụng các toán tử dịc bit thay vì dùng các toán tử bình thường khác ví dụ: sử dụng int a = 11<< 1 thay vì dùng int a = 11* 2.
Thay vì nhân chia ta nên sử dụng cộng và trừ càng nhiều càng tốt.

11, Sử dụng lời gọi Native Methods: giống như String.indexOf(), String.lastIndexOf()

12, Sử dụng obfuscater trong ứng dụng của bạn.
Đừng gọi garbage collector trong chương trình của bạn:

System.gc();

Tránh sử dụng synchronization.

13, Cố gắng giữ tính đa hình của đối tượng bằng các interface.

14, Sử dụng Singleton Design Pattern.

Chỉ dẫn lập trình game 3D trên Android (P2)

Bài hôm nay tôi sẽ hướng dẫn các bạn biên dịch native code trong ứng dụng Android.
JNI là viết tắt của Java Native Interface. Sử dụng JNI chúng ta có thể gọi các hàm được viết trong những ngôn ngữ khác từ Java.
Trước hết bạn tạo một Android project tạo một activity MainActivity:

package com.vndev.jni.activities;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;

import jni.Natives;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;

public class MainActivity extends Activity {
    private static final String LIB = "libch02.so";
    private static final String LIB_PATH = "/data/data/com.vndev.jni.activities/files/" + LIB;

    /** Called when the activity is first created. */

    @Override

    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

        super.onCreate(savedInstanceState);

        setContentView(R.layout.main);

        try {

            // Install lib

            System.out.println("Installing LIB: " + LIB);

            // Copy lib from assests folder to files folder:

            // /data/data/PKG_NAME/files

            writeToStream(getAssets().open(LIB), openFileOutput(LIB, 0));

            // Load Lib

            System.load(LIB_PATH);

            // Run it

            String[] argv = { "MyLib", "arg1", "arg2" };

            Natives.LibMain(argv);

        } catch (Exception e) {

            e.printStackTrace();

        }

    }



    /**

     * Write to a stream

     * 

     * @param in

     * @param out

     * @throws IOException

     */

    public static void writeToStream(InputStream in, OutputStream out)

            throws IOException {

        byte[] bytes = new byte[2048];

        for (int c = in.read(bytes); c != -1; c = in.read(bytes)) {

            out.write(bytes, 0, c);

        }

        in.close();

        out.close();

    }

}

Trong activity này ta sẽ load thư viện từ C vào bằng cách gọi:

System.load(LIB_PATH);

Activity này gọi một phương thức trong lớp Natives:

Natives.LibMain(argv);

Phương thức này được khai báo:

public static native int LibMain(String[] argv);

Phương thức này có từ khóa native, nó sẽ gọi phương thức LibMain trong thư viên được load ở trên.
Toàn bộ nội dung class Natives sẽ như sau:

package jni;

public class Natives {
    /**
     * Native Main Doom Loop
     * @param argv
     * @return
     */
    public static native int LibMain(String[] argv);
    
    /**
     * This fires on messages from the C layer
     * @param text
     */
    @SuppressWarnings("unused")
    private static void OnMessage(String text, int level) {
        System.out.println("OnMessage text:" + text + " level=" + level);
    }
}

Để tạo file header cho lớp này ta sử dụng javah trong java như sau

Javah -jni Natives

Khi đó ta có file header như sau

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */

#include 

/* Header for class jni_Natives */



#ifndef _Included_jni_Natives

#define _Included_jni_Natives

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

/*

 * Class:     jni_Natives

 * Method:    LibMain

 * Signature: ([Ljava/lang/String;)I

 */

JNIEXPORT jint JNICALL Java_jni_Natives_LibMain

  (JNIEnv *, jclass, jobjectArray);



//implements method call by java native



#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif

Giờ bạn cần tạo một file C khác dựa vào khai báo trên cài đặt phương thức này trong C và biên dịch chúng, chạy để thấy kết quả.

Download source

Chỉ dẫn lập trình game 3D trên Android (P1)

Trước khi bạn bắt đầu, hãy chuẩn bị cho mình một số kỹ năng cần thiết để bắt đầu:
Về ngôn ngữ lập trình, không chỉ Java mà bạn cần biết cả ngôn ngữ lập trình C.
Bởi vì Java cho bạn cách thức lập trình hướng đối tượng và nó chạy trên Android, nhưng chỉ có C mới có sức mạnh mà một lập trình viên games cần tới.
Một số kỹ năng cứng bạn cần biết trong Android là:
    Activities, view, layout....
    Services.
    Content providers.
    Broadcast receivers.
Một số kỹ năng khác là: Hiểu biết cơ bản về Linux và shell scripting:
    Bạn cần biết một số câu lệnh cơ bản như: liệt kê các file, cài đặt một thành phần, một ứng dụng...

Yêu cầu về phần mềm:
    Hệ điều hành Ubuntu.
    Eclipse.
    Android SDK.
    Java JDK.
(Còn tiếp)

11 Lời Khuyên Của Bill Gates

1) Cuộc sống vốn không công bằng, chúng ta phải tìm cách thích ứng với nó.
2) Thế giới này không quan tâm đến cái tự ái trong bạn, mà chỉ mong bạn lập được thành tích trước khi bản thân bạn tự cảm thấy hài lòng (Nói tóm lại mặt dày là ngon).
3) Sau khi tốt nghiệp, bạn không thể có ngay mức lương 40.000$/năm, không thể trở thành chủ tịch một công ty, sở hữu một chiếc xe hơi có lắp điện thoại cho đến khi bạn tự mình kiếm được những thứ ấy. Hãy bắt tay vào làm đi, thay vì ngồi đó mà mơ mộng.
4) Nếu cho rằng thầy giáo của bạn nghiêm khắc, hãy đợi đến khi đi làm bạn sẽ biết. Thầy giáo cũng đến lúc hết nhiệm kì công tác, nhưng ông chủ thì mãi mãi là ông chủ của bạn.
5) Món "bánh nướng kẹp thịt" rẻ tiền không hề làm giảm đi giá trị của bạn. Ông bà ta có định nghĩa khác về "bánh nướng kẹp thịt", họ gọi là thời cơ. Gặp những người khi sa cơ lỡ vận, đừng trở nên bất đắc chí mà hãy sử dụng nghịch cảnh như là một động lực để vươn lên.
6) Nếu bạn lâm vào cảnh khó khăn, đừng mải dằn vặt về những lỗi lầm đã qua mà hãy rút ra bài học từ đó. Hãy cố gắng đứng vững và đi lên từ những thất bại của mình
7) Trước khi sinh ra bạn, cha mẹ bạn không như hiện tại đâu. Họ trở nên như thế là vì bao năm nay họ phải kiếm tiền nuôi bạn, giặt quần áo cho bạn. Nếu muốn diệt "ký sinh trùng" đeo bám suốt đời ba mẹ bạn, trước tiên hãy diệt trừ con rệp trong tủ áo của bạn.
8) Nhà trường có thể không còn phân biệt học sinh giỏi hay kém nhưng cuộc sống thì có đấy. Một số trường đã từ bỏ điểm kém, chỉ cần bạn muốn tìm lời giải chính xác, nhà trường sẽ cho bạn vô số cơ hội. Nhưng cuộc sống thì không phải vậy. Bạn phải không ngừng nỗ lực vươn lên để tự khẳng định mình.
9) Cuộc sống không phân chia học kỳ, bạn sẽ không có kỳ nghỉ hè, cũng ít có ông chủ nào giúp bạn phát hiện chính mình. Bạn phải tự mình phát hiện những điều ấy.
10) Truyền hình không phản ánh cuộc sống chân thực. Trong cuộc sống hiện thực, người ta phải rời khỏi tiệm cà phê để đi làm việc chứ không phải ngồi đấy xem TV.
11) Bạn hãy cư xử tế nhị với kẻ là bạn cho là nhạt nhẽo, vô vị, vì có thể một ngày nào đó bạn có thể phải làm việc với một người vô vị như thế

Tải cuốn sách này