案例04：本案例是在案例01：绘制甜甜圈自转+小球公转+移动的基础上，增加纹理和镜像显示，效果图如下：
球体世界效果图
由于之前案例01已经实现将甜甜圈、静态小球、公转小球绘制完成，本案例将在此基础上进行修改。
待修改的内容有：
- 将甜甜圈转换成大球
- 将大球、小球、地板都增加纹理
- 实现镜像显示
SetupRC函数
- 将构建甜甜圈转成构建球体，这里直接使用系统函数。
gltMakeSphere(torusBatch, 0.4f, 40, 80);
- 增加地板的纹理坐标与顶点坐标的关联。
GLfloat texSize = 10.0f;
floorBatch.Begin(GL_TRIANGLE_FAN, 4,1);
floorBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 0.0f);
floorBatch.Vertex3f(-20.f, -0.41f, 20.0f);
floorBatch.MultiTexCoord2f(0, texSize, 0.0f);
floorBatch.Vertex3f(20.0f, -0.41f, 20.f);
floorBatch.MultiTexCoord2f(0, texSize, texSize);
floorBatch.Vertex3f(20.0f, -0.41f, -20.0f);
floorBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, texSize);
floorBatch.Vertex3f(-20.0f, -0.41f, -20.0f);
floorBatch.End();
注意：
地板的绘制使用的是三角形批次类，因此地板需要4个顶点即：2个三角形组成。
此时的纹理坐标超过1.0，这是因为后续加载纹理的时候采用了GL_REPEAT环绕方式，在OpenGL中纹理坐标超过1.0且环绕方式为GL_REPEAT时，表示在超过1.0的⽅向上对纹理进行重复。
- 加载纹理
加载纹理的步骤：
3.1 生成纹理对象
3.2 绑定纹理
3.3 读取纹素
3.4 设置纹理参数
3.5 载入纹理
由于此处涉及3个纹理的加载，所以将3.2-3.5步骤封装成LoadTGATexture函数，加载不同纹理的时候分别调用这个函数即可。
//生成纹理对象
glGenTextures(3, uiTextures);
//将TGA文件（地板）加载为2D纹理。
//GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR：在Mip层之间执行线性插补，并执行线性过滤，又称三线性Mip贴图
//GL_LINEAR：在Mip基层上执行线性过滤
//GL_REPEAT:OpenGL在纹理坐标超过1.0的⽅向上对纹理进行重复
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, uiTextures[0]);
LoadTGATexture("marble.tga", GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR, GL_LINEAR, GL_REPEAT);
//将TGA文件（大球）加载为2D纹理。
//GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR:在Mip层之间执行线性插补，并执行线性过滤，又称三线性Mip贴图
//GL_LINEAR:在Mip基层上执行线性过滤
//GL_CLAMP_TO_EDGE:纹理坐标会被约束到0和1之间，超出的部分会重复纹理坐标的边缘，产生一种边缘被拉伸的效果
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, uiTextures[1]);
LoadTGATexture("marslike.tga", GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR, GL_LINEAR, GL_CLAMP_TO_EDGE);
//将TGA文件（小球）加载为2D纹理。
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, uiTextures[2]);
LoadTGATexture("moonlike.tga", GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR, GL_LINEAR, GL_CLAMP_TO_EDGE);
RenderScene函数
在RenderScene函数中，分三部分进行绘制。
- 绘制镜像中的球体（大球+小球）
- 绘制地板
- 绘制正常观察到的球体（大球+小球）
绘制球体
由于镜像中球体与正常观察的球体只是一个镜像显示，但是绘制方式都是一样的，所以可以将绘制球体抽成一个函数，这样，在绘制镜像和绘制正常现象时，只需要调用该函数就能完成球体绘制。
- 绘制自转大球
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, uiTextures[1]);
modelViewMatrix.Translate(0.0f, 0.2f, 0.0f);
modelViewMatrix.PushMatrix();
modelViewMatrix.Rotate(yRot, 0, 1, 0);
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_POINT_LIGHT_DIFF, transformPipeline.GetModelViewMatrix(), transformPipeline.GetProjectionMatrix(), vLightPos, vWhite, 0);
torusBatch.Draw();
modelViewMatrix.PopMatrix();
- 绘制静态小球
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, uiTextures[2]);
for(int i = 0; i<NUM_SPHERES; i++){
modelViewMatrix.PushMatrix();
modelViewMatrix.MultMatrix(spheres[i]);
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_POINT_LIGHT_DIFF, transformPipeline.GetModelViewMatrix(), transformPipeline.GetProjectionMatrix(), vLightPos, vWhite, 0);
sphereBatch.Draw();
modelViewMatrix.PopMatrix();
}
- 绘制公转小球
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, uiTextures[2]);
modelViewMatrix.PushMatrix();
modelViewMatrix.Rotate(yRot*-2.0f, 0, 1, 0);
modelViewMatrix.Translate(0.8f, 0.0f, 0.0f);
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_POINT_LIGHT_DIFF, transformPipeline.GetModelViewMatrix(), transformPipeline.GetProjectionMatrix(), vLightPos, vWhite, 0);
sphereBatch.Draw();
modelViewMatrix.PopMatrix();
镜像球体绘制
- 一切需要进行变换时，先将模型视图矩阵压栈。
modelViewMatrix.PushMatrix();
- 翻转y轴，通过缩放因子为-1的方式。
modelViewMatrix.Scale(1.0f, -1.0f, 1.0f);
- 增加y轴方向的平移，为了镜面的效果更加逼真。在实际生活中照镜子，镜子里面与镜子外面的物体之间也有间隔。
modelViewMatrix.Translate(0, 0.8, 0);
- 在绘制-y轴镜像球体之前，需要指定修改系统默认的正面，默认情况下，逆时针为正面，此时修改为顺时针为正面。这样做的好处就是可以使用同一套绘制球体的方法。
glFrontFace(GL_CW);
- 绘制球体，此时绘制的是-y轴的那部分球体。
drawSomething(yRot);
6.绘制完成之后需要将正面恢复为逆时针方向，不然后续无法绘制正常球体。
glFrontFace(GL_CCW);
- 模型视图矩阵堆栈栈顶出栈，对应于开始镜像绘制的入栈，将模型视图矩阵恢复原样。
modelViewMatrix.PopMatrix();
镜面地板绘制
绘制镜面地板的时候不能将镜像的球体遮挡，地板需要呈半透明显示，为了达到这种效果，必须开启颜色混合，将地板颜色与镜像球体进行颜色混合。
注意：地板需要设置一个半透明的基本色，用于颜色混合，如果不设置，则就算开启颜色混合，地板也不会与镜面球体发生颜色混合。
- 开启颜色混合
glEnable(GL_BLEND);
- 指定颜色混合方程式，这里采用这种固定写法即可。因为在实际使用中，也无法完全确定A颜色与B颜色混合之后一定呈现哪种颜色。
glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
- 重新绑定地板纹理
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, uiTextures[0]);
- 采用纹理调整着色器(将一个基本色乘以一个取自纹理的单元nTextureUnit的纹理)
/*
参数1：GLT_SHADER_TEXTURE_MODULATE
参数2：模型视图投影矩阵
参数3：颜色
参数4：纹理单元（第0层的纹理单元）
*/
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_MODULATE, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), vFloorColor, 0);
- 使用批次类绘制地板
floorBatch.Draw();
- 关闭颜色混合
glDisable(GL_BLEND);
非镜像球体绘制
当前系统逆时针绘制为正面已经在绘制完镜像的时候恢复了，可以调用绘制球体的函数直接绘制非镜像球体。
modelViewMatrix.PushMatrix();
drawSomething(yRot);
modelViewMatrix.PopMatrix();
至此，项目完成整个球体世界的显示。
总结：
- 翻转y轴的方式可通过将缩放因子设置为-1实现。
- 绘制球体的时候可以通过修改正背面来实现镜像球体和非镜像球体。
- 绘制地板的时候需要设置一个半透明的基本色，否则镜像的部分将被遮住。
- 绘制地板的时候需要开启颜色混合，否则镜像部分也无法显示。
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