案例分析——正方形块在屏幕中移动，通过键盘上下左右操作移动，使用OpenGL来实现。
1：main函数：
int main(int argc,char *argv[]) {
//Set working directoyr to /Resources on the Mac
//设置当前工作目录，针对MAC OS X
gltSetWorkingDirectory(argv[0]);
//初始化GLUT库,这个函数只是传入命令参数并且初始化glut库
glutInit(&argc, argv);
// glut初始化双缓冲窗口 Mode 分别为 双缓冲窗口、RGBA颜色模式、深度测试、模板缓冲区
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE|GLUT_RGBA|GLUT_DEPTH|GLUT_STENCIL);
//GLUT窗口大小、窗口标题
glutInitWindowSize(500, 500);
glutCreateWindow("Triangle");
// GLUT 注册回调函数，拦截消息，执行操作
//注册重塑函数
glutReshapeFunc(changeSize);
//注册显示函数
glutDisplayFunc(RenderScene);
//注册特殊函数
glutSpecialFunc(SpecialKeys);
/*
初始化一个GLEW库,确保OpenGL API对程序完全可用。
在试图做任何渲染之前，要检查确定驱动程序的初始化过程中没有任何问题
*/
GLenum status = glewInit();
if (GLEW_OK != status) {
printf("GLEW Error:%s\n",glewGetErrorString(status));
return 1;// 结束main函数循环
}
//设置我们的渲染环境
setupRC();
glutMainLoop();
return 0;
}
根据main函数操作，了解基本流程：
1：设置Mac工作目录；
2：初始化GLUT，设置相关配置，DisplayMode，windowSize，createWidow；
3：GLUT注册回调函数，拦截GLUT内部循环发出的消息，执行操作ReshapeFunc、DisplayFunc、SpecialFunc；
4：初始化GLEW库，辅助OpenGL可运行；
5：设置渲染环境，开启glutMainLoop；
2：头文件引入
#include "GLShaderManager.h"
#include "GLTools.h"
#include <GLUT/GLUT.h>
1：
“ GLShaderManager.h”移入了GLTool着色器管理器（shader Manager）类。没有着色器，我们就不能在OpenGL（核心框架）进行着色。着色器管理器不仅允许我们创建并管理着色器，还提供一组“存储着色器”，他们能够进行一些初步的基本渲染操作；
2："GLTools.h"头文件包含了大部分GLTool中类似C语言的独立函数；
3：<GLUT/GLUT.h>GLUT (OpenGL Utility Toolkit) 处理OpenGL程式的工具库，负责处理和底层操作系统的呼叫以及I/O百度百科
3：初始化声明
GLShaderManager shaderManager;//定义一个，着色管理器
GLBatch triangleBatch;//简单的批次容器，是GLTools的一个简单的容器类。
GLfloat blockSize = 0.3f;//blockSize 边长 ==> 正方形边长
//正方形的4个点坐标，使用3D 笛卡尔坐标系 （x,y,z）
GLfloat vVerts[] = {
-blockSize,-blockSize,0.0f,
blockSize,-blockSize,0.0f,
blockSize,blockSize,0.0f,
-blockSize,blockSize,0.0f
};
// 以下是采用矩阵的方式来计算移动正方形
GLfloat xPos = 0.0f;
GLfloat yPos = 0.0f;
正方形绘制需要：着色器、容器、 正方形顶点坐标，边长。
4：注册函数
1：glutReshapeFunc(changeSize);//注册重塑函数
void changeSize(int w,int h) {// 在窗口大小改变时，接收新的宽度&高度。
/*
x,y 参数代表窗口中视图的左下角坐标，而宽度、高度是像素为表示，通常x,y 都是为0
*/
glViewport(0, 0, w, h);
}
2：glutDisplayFunc(RenderScene);//注册显示函数
void RenderScene(void) {
//1.清除一个或者一组特定的缓存区
//渲染前，清除之前的 Buffer 内容，缓冲区
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT|GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
//2.设置一组浮点数来表示红色
GLfloat vRed[] = {0.0,1.0,0.0,1.0f};
//着色器使用 固定着色器 红色填充
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_IDENTITY,vRed);
//提交着色器，绘制
triangleBatch.Draw();
//将后台缓冲区进行渲染，然后结束后交换给前台； 双缓冲区模式
glutSwapBuffers();
}
3：glutSpecialFunc(SpecialKeys);//注册特殊函数
void SpecialKeys(int key, int x, int y){
GLfloat stepSize = 0.025f;
// 取正方形顶点坐标的 X，Y值
GLfloat blockX = vVerts[0];
GLfloat blockY = vVerts[10];
printf("v[0] = %f\n",blockX);
printf("v[10] = %f\n",blockY);
if (key == GLUT_KEY_UP) {
blockY += stepSize;
}
if (key == GLUT_KEY_DOWN) {
blockY -= stepSize;
}
if (key == GLUT_KEY_LEFT) {
blockX -= stepSize;
}
if (key == GLUT_KEY_RIGHT) {
blockX += stepSize;
}
//触碰到边界（4个边界）的处理
//当正方形移动超过最左边的时候
if (blockX < -1.0f) {
blockX = -1.0f;
}
//当正方形移动到最右边时
//1.0 - blockSize * 2 = 总边长 - 正方形的边长 = 最左边点的位置
if (blockX > (1.0 - blockSize * 2)) {
blockX = 1.0f - blockSize * 2;
}
//当正方形移动到最下面时
//-1.0 - blockSize * 2 = Y（负轴边界） - 正方形边长 = 最下面点的位置
if (blockY < -1.0f + blockSize * 2 ) {
blockY = -1.0f + blockSize * 2;
}
//当正方形移动到最上面时
if (blockY > 1.0f) {
blockY = 1.0f;
}
printf("blockX = %f\n",blockX);
printf("blockY = %f\n",blockY);
// 计算变动后的顶点坐标
vVerts[0] = blockX;
vVerts[1] = blockY - blockSize*2;
printf("(%f,%f)\n",vVerts[0],vVerts[1]);
vVerts[3] = blockX + blockSize*2;
vVerts[4] = blockY - blockSize*2;
printf("(%f,%f)\n",vVerts[3],vVerts[4]);
vVerts[6] = blockX + blockSize*2;
vVerts[7] = blockY;
printf("(%f,%f)\n",vVerts[6],vVerts[7]);
vVerts[9] = blockX;
vVerts[10] = blockY;
printf("(%f,%f)\n",vVerts[9],vVerts[10]);
//将修改后的坐标 copy到容器内，提供给下次渲染
triangleBatch.CopyVertexData3f(vVerts);
//重新渲染绘制
glutPostRedisplay();
}
该部分SpecialKeys会接受键盘传来的信号，根据上下左右的操作，来变动正方形顶点坐标，然后Move， 重新渲染，会两次调取函数 RenderScene。
顶点坐标的计算：
正方形坐标计算示意图
PS：该图参考夜雨聲繁的https://www.jianshu.com/p/eb30dab0687d。
5：设置渲染环境
void setupRC() {
//设置清屏颜色（背景颜色）
glClearColor(0.98f, 0.40f, 0.7f, 1);
// 初始化 固定着色器
shaderManager.InitializeStockShaders();
//修改为GL_TRIANGLE_FAN ，4个顶点 “GL_TRIANGLE_FAN”该参数有多重不同的图形样式
triangleBatch.Begin(GL_TRIANGLE_FAN, 4);//GL_TRIANGLE_FAN：正方形常用
triangleBatch.CopyVertexData3f(vVerts);
triangleBatch.End();
}
1：设置背景颜色；
2：初始化固定着色器；
3：设置容器以正方形样式，装载copy顶点坐标；
6：矩阵方式实现SpecialKeys RenderScene函数
前边我们采用了，计算顶点坐标的方式，计算正方形移动后坐标，然后再渲染，该方法很是繁琐；
我们可以采取矩阵的方式来计算正方形的移动轨迹，类比溜溜球，链球。
将正方形看作一个整体，OpenGL 提供了装载16个元素的数组M3DMatrix44f，可用来描述正方形。OpenGL还提供了较好的实现方式来实现正方形的移动，旋转，我们只需要提供 移动的方向和距离。
typedef float M3DMatrix44f[16]; // A 4 X 4 matrix, column major (floats) - OpenGL style
void SpecialKeys(int key, int x, int y){
GLfloat stepSize = 0.04f;//0.025f
if (key == GLUT_KEY_UP) {
yPos += stepSize;
}
if (key == GLUT_KEY_DOWN) {
yPos -= stepSize;
}
if (key == GLUT_KEY_LEFT) {
xPos -= stepSize;
}
if (key == GLUT_KEY_RIGHT) {
xPos += stepSize;
}
//碰撞检测
if (xPos < (-1.0f + blockSize)) {
xPos = -1.0f + blockSize;
}
if (xPos > (1.0f - blockSize)) {
xPos = 1.0f - blockSize;
}
if (yPos < (-1.0f + blockSize)) {
yPos = -1.0f + blockSize;
}
if (yPos > (1.0f - blockSize)) {
yPos = 1.0f - blockSize;
}
glutPostRedisplay();
}
void RenderScene(void) {
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT|GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
GLfloat vRed[] = {1.0f,0.0f,0.0f,0.0f};
M3DMatrix44f mFinalTransform,mTransfromMatrix,mRotationMartix;
//平移
m3dTranslationMatrix44(mTransfromMatrix, xPos, yPos, 0.0f);
//每次平移时，旋转5度
static float yRot = 0.0f;
yRot += 5.0f;
m3dRotationMatrix44(mRotationMartix, m3dDegToRad(yRot), 0.0f, 0.0f, 1.0f);
//将旋转和移动的矩阵结果 合并到mFinalTransform （矩阵相乘）
m3dMatrixMultiply44(mFinalTransform, mTransfromMatrix, mRotationMartix);
//将矩阵结果 提交给固定着色器（平面着色器）中绘制
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT,mFinalTransform,vRed);
triangleBatch.Draw();
//执行交换缓存区
glutSwapBuffers();
}
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