Avalonia 跨平台框架中如何以正确的姿势使用 OpenGL ES 渲染。

时间：2024-02-29 17:39:55

前言

这是一篇很水的文章，没有任何技术含量，在 Github 已经有很多人对 Avalonia 的 OpenGL ES 支持进行了讨论，但是我还是想写一篇文章来记录一下我是如何在 Avalonia 中使用 OpenGL ES 的。

介绍

在介绍 Avalonia 和 OpenGL ES 之前，我们先来了解一下什么是 Avalonia 和 OpenGL ES 以及 Avalonia 是如何支持 OpenGL ES 的。

Angle 和 OpenGL ES

ANGLE 是一个开源的项目，它的目标是将 OpenGL ES 2.0、3.0 和 3.1 应用程序转换为 Direct3D 11、Vulkan、Metal 和 OpenGL 3.0+ 应用程序。

ANGLE 通过将 OpenGL ES API 调用转换为 Direct3D、Vulkan 或 Metal API 调用来实现这一目标。

ANGLE 也提供了一个实现 OpenGL ES 2.0、3.0 和 3.1 的库，这样就可以在不支持 OpenGL ES 的平台上运行 OpenGL ES 应用程序。

以下是摘自 ANGLE 项目的介绍：

Level of OpenGL ES support via backing renderers
Direct3D 9 Direct3D 11 Desktop GL GL ES Vulkan Metal
OpenGL ES 2.0 complete complete complete complete complete complete
OpenGL ES 3.0 complete complete complete complete complete
OpenGL ES 3.1 [incomplete][ES31OnD3D] complete complete complete
OpenGL ES 3.2 in progress in progress complete
Platform support via backing renderers
Direct3D 9 Direct3D 11 Desktop GL GL ES Vulkan Metal
Windows complete complete complete complete complete
Linux complete complete
Mac OS X complete complete [1]
iOS complete [2]
Chrome OS complete planned
Android complete complete
GGP (Stadia) complete
Fuchsia complete

ANGLE 项目的地址：https://github.com/google/angle

Avalonia

Avalonia 是一个 .NET 平台的 XAML 和 C# 的 UI 框架，它的目标是创建一个跨平台的 UI 框架，支持 Windows、Linux 和 MacOS。（摘自 Avalonia 官网）

Avalonia 渲染 API 的实现是基于 SkiaSharp 的，SkiaSharp 是 Google 的 Skia 图形库的 .NET 实现。
为了实现硬件加速 SkiaSharp 是支持 OpenGL 和 OpenGL ES 渲染的，为了统一平台，Avalonia 选择了 ANGLE 作为 OpenGL ES 的实现。

Avalonia 项目的地址：https://github.com/AvaloniaUI/Avalonia

如何使用 OpenGL ES

Avalonia 中的 OpenGL ES 是通过 ANGLE 来实现的，在 Avalonia 项目中已经集成了 ANGLE，所以我们不需要再去关心 ANGLE 的集成问题。

在该框架中使用 OpenGL ES 的方式是通过 Avalonia 提供的 OpenGlControlBase 控件来实现的，我们只需要集成 OpenGlControlBase 控件并重写 OnOpenGlInit 方法就可以获取到 OpenGL ES 的 Context 以及函数指针了。

在 Avalonia 中使用 OpenGL ES 的步骤如下：（我这边使用的是 Silk.NET 来调用 OpenGL ES 的函数）

using Silk.NET.OpenGLES;

namespace GraphicsHostApp.Graphics.OpenGL;

public class Renderer : OpenGlControlBase, IGraphicsHost<GL>
{
	private GL _gl;

	protected override void OnOpenGlInit(GlInterface gl)
	{
		// 获取 OpenGL ES 的 函数指针。
		_gl ??= GL.GetApi(gl.GetProcAddress);

		// 后续初始化操作。
	}

	protected override void OnOpenGlDeinit(GlInterface gl)
	{
		// 释放 OpenGL ES 的资源。
		Code ...

		// 释放函数指针。
		_gl.Dispose();
		_gl = null;
	}

	protected override void OnOpenGlRender(GlInterface gl, int fb)
	{
		// 更新操作。
		Code ...

		// 渲染操作。 注：这里需要注意的是，父类代码并没有更新视口，所以需要手动更新视口。gl.Viewport(0, 0, Width, Height);
		Code ...

		// 提交渲染到主循环中。
		Dispatcher.UIThread.Post(RequestNextFrameRendering, DispatcherPriority.Render);
	}
}

结语

Avalonia 是一个很不错的 UI 框架，它的 OpenGL ES 支持也是很完善的，但是在使用 OpenGL ES 的时候需要注意的是 OpenGL ES 的 Context 是在 OpenGlControlBase 的 OnOpenGlInit 方法中创建的，所以在 OnOpenGlRender 方法中使用 OpenGL ES 的函数指针的时候需要注意 Context 是否已经创建了。

其次，OpenGL ES 的 Context 是线程相关的，所以在使用 OpenGL ES 的时候需要注意 Context 的线程问题。

在使用 OpenGL ES 扩展的时候要注意 ANGLE 是否支持该扩展，如果不支持的话需要自己去实现。

演示项目

  • GraphicsHostApp （Avalonia 和 OpenGL ES 的演示项目，介绍了如何使用 C# 和 C++ 来实现 OpenGL ES 渲染。）

参考

  • ANGLE
  • Avalonia
  • Avalonia-Silk.NET-Example

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