Android OpenGLES中保持宽高比将CameraX纹理Upscale至视口的技术问题

解决思路：不缩放几何体顶点，而是通过调整纹理UV坐标实现相机帧的宽高比适配，同时让几何体保持全屏尺寸。

1. Java层计算UV变换参数 #

在渲染循环中，根据纹理和视口的宽高比计算UV的缩放因子与偏移量：

float imgAspect = (float) cameraFrameTexture.getWidth() / cameraFrameTexture.getHeight();
float viewAspect = (float) GLRenderer.rendererWidth / GLRenderer.rendererHeight;

float scaleUVX = 1.0f;
float scaleUVY = 1.0f;
float offsetUVX = 0.0f;
float offsetUVY = 0.0f;

if (imgAspect > viewAspect) {
    // 图像宽于视口：垂直方向缩放，上下留黑居中
    scaleUVY = viewAspect / imgAspect;
    offsetUVY = (1.0f - scaleUVY) / 2.0f;
} else {
    // 图像高于视口：水平方向缩放，左右留黑居中
    scaleUVX = imgAspect / viewAspect;
    offsetUVX = (1.0f - scaleUVX) / 2.0f;
}

// 传递参数到着色器
int scaleLoc = GLES20.glGetUniformLocation(yourProgramId, "uScaleUV");
int offsetLoc = GLES20.glGetUniformLocation(yourProgramId, "uOffsetUV");
GLES20.glUniform2f(scaleLoc, scaleUVX, scaleUVY);
GLES20.glUniform2f(offsetLoc, offsetUVX, offsetUVY);

2. 顶点着色器（仅处理UV变换） #

保持顶点位置不变，只对UV坐标做适配变换，确保纹理采样区域正确：

uniform mat4 uMVPMatrix;
uniform vec2 uScaleUV;
uniform vec2 uOffsetUV;
attribute vec3 aPosition;
attribute vec2 aTexCoords;

varying vec2 vTexCoords;

void main() {
    // 几何体顶点位置保持不变，依然占满视口
    gl_Position = uMVPMatrix * vec4(aPosition.xyz, 1.0);
    
    // 计算适配后的UV坐标
    vTexCoords = aTexCoords * uScaleUV + uOffsetUV;
}

3. 片段着色器（正常采样） #

使用调整后的UV坐标采样纹理即可：

precision mediump float;
uniform sampler2D uCameraTexture;
varying vec2 vTexCoords;

void main() {
    gl_FragColor = texture2D(uCameraTexture, vTexCoords);
}

重要说明 #

• 原方案问题：你之前的代码是缩放顶点位置，导致几何体缩小来适配纹理比例；新方案保持几何体全屏，通过调整纹理采样范围实现比例适配，完全满足需求。
• 多着色器适配：该UV变换逻辑独立于顶点变换矩阵，其他需要相机纹理的着色器只需传入相同的uScaleUV和uOffsetUV参数即可，不会干扰原有矩阵功能。
• 性能优势：GPU层面的UV变换是并行处理，完全适配实时相机流的性能要求，避免了Bitmap/Canvas方案的CPU耗时问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ashish11