效果图
我们知道点、线、三角形是OpenGL的基本图元。
在绘制图元之前，我们先来了解下OpenGL常见的图元连接方式
| 图元 | 名称 | 描述 |
|---|---|---|
| GL_POINTS | 点 | 每个顶点在屏幕上都是单独点 |
| GL_LINES | 线 | 每一对顶点定义一个线段 |
| GL_LINE_STRIP | 线段 | 一个从第一个顶点依次经过每一个后续顶点⽽而绘制的线条 |
| GL_LINE_LOOP | 线环 | 和GL_LINE_STRIP相同,但是最后一个顶点和第一个顶点连接起来了 |
| GL_TRIANGLES | 三角形 | 每3个顶点定义一个新的三⻆角形 |
| GL_TRIANGLE_STRIP | 三角形带 | 共⽤一个条带(strip)上的顶点的一组三⻆形 |
| GL_TRIANGLE_FAN | 三角形扇 | 以一个圆点为中心呈扇形排列列,共⽤相邻顶点的一组三⻆形 |
图片来源于网络
了解了图元绘制方式之后，我们用OpenGL画一个三角形，并且可以通过键盘方向键控制三角形旋转。
画三角形
首先先定义一些必要的类
GLShaderManager shaderManager; // 着色器管理类
GLMatrixStack modelViewMatrix; // 模型视图矩阵
GLMatrixStack projectionMatrix; // 投影矩阵
GLFrame cameraFrame; // 观察者
GLFrame objectFrame; // 物体
GLFrustum viewFrustum; // 投影
GLBatch lineLoopBatch; // 线环批次类（因为是三角形）
GLGeometryTransform transformPipeLine; // 几何变换管道
// 定义3个点(三角形的三个点)
GLfloat vCoast[9] = {
3, 3, 0,
0, 3, 0,
3, 0, 0
};
GLfloat vGreen[] = { 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f }; // 绿色
GLfloat vBlack[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f }; // 黑色
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| GetProjectionMatrix() | 投影矩阵 |
| GetNormalMatrix() | 法线矩阵 |
| GetModelViewMatrix() | 模型视图矩阵，简称mv
|
| GetModelViewProjectionMatrix() | 模型视图投影矩阵，简称mvp
|
自定义changeSize函数
changeSize主要是用来设置视口大小以及当视口发生变化时调用的，而本案例中立体图形的绘制需要使用投影矩阵，因此还需要在该函数中设置投影矩阵。
- 设置视口
// 设置视口
glViewport(0, 0, w, h);
- 创建透视投影
// 创建透视投影
//参数1：垂直方向上的视场角度
//参数2：视口纵横比 = w/h
//参数3：近裁剪面距离
//参数4：远裁剪面距离
viewFrustum.SetPerspective(35.0, float(w) / float(h), 1.0, 500.0);
- 通过设置的投影方式获得投影矩阵，并将其存入投影矩阵中
// 通过设置的投影方式获得投影矩阵，并将其存入投影矩阵中projectionMatrix.LoadMatrix(viewFrustum.GetProjectionMatrix());
- 初始化模型视图矩阵堆栈，压入一个单元矩阵
// 初始化模型视图矩阵堆栈，压入一个单元矩阵
modelViewMatrix.LoadIdentity();
自定义setupRC函数
setupRC主要做一些初始化的准备工作。
- 设置背景颜色
// 背景颜色
glClearColor(0.7, 0.7, 0.7, 1.0);
- 初始化固定着色器
// 初始化固定着色器
shaderManager.InitializeStockShaders();
- 设置变换管道中的模型视图矩阵和投影矩阵
// 设置变换管道中的模型视图矩阵和投影矩阵
transformPipeLine.SetMatrixStacks(modelViewMatrix, projectionMatrix);
- 设置下观察者的位置
// 设置下观察者的位置
cameraFrame.MoveForward(-15.0);
- 通过线环的形式
lineLoopBatch.Begin(GL_LINE_LOOP, 3);
lineLoopBatch.CopyVertexData3f(vCoast);
lineLoopBatch.End();
自定义renderScene函数
renderScene函数主要做渲染
- 清理缓存区
// 清理缓存区
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
- 压栈
// 压栈
modelViewMatrix.PushMatrix();
- 获取观察者矩阵，并将观察者矩阵*矩阵堆栈的顶部矩阵，相乘的结果随后存储在堆栈的顶部
// 获取观察者矩阵
M3DMatrix44f mCamera;
cameraFrame.GetCameraMatrix(mCamera);
// 观察者矩阵*矩阵堆栈的顶部矩阵，相乘的结果随后存储在堆栈的顶部
// 观察者矩阵*栈顶单元矩阵 = 新观察者矩阵，压栈
modelViewMatrix.MultMatrix(mCamera);
- 获取物体的矩阵，并将物体矩阵*矩阵堆栈的顶部矩阵，相乘的结果随后存储在堆栈的顶部
// 获取物体的矩阵
M3DMatrix44f mObjectFrame;
objectFrame.GetMatrix(mObjectFrame);
// 物体矩阵*矩阵堆栈的顶部矩阵，相乘的结果随后存储在堆栈的顶部
modelViewMatrix.MultMatrix(mObjectFrame);
- 使用固定管线
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeLine.GetModelViewProjectionMatrix(), vGreen);
- 设置线宽
glPointSize(10.0);
lineLoopBatch.Draw();
glLineWidth(10.0);
- 出栈
// 出栈
modelViewMatrix.PopMatrix();
- 交换缓冲区
// 交换缓冲区
glutSwapBuffers();
这儿引用一下别人的一张图
图片来源于网络
-
changeSize函数中向栈中初始化了一个单元矩阵 -
renderScene函数中再次向栈中压入一个单元矩阵，主要是为了图形绘制完成后，矩阵的复原，所以此时栈中有两个单元矩阵 - 将
cameraFrame构建为观察者矩阵，将栈顶单元矩阵取出，与观察者矩阵相乘，得到新的观察者矩阵，再将其入栈 - 将
objectFrame构建为物体矩阵，取出栈顶的观察者矩阵，与物体矩阵相乘，得到模型视图矩阵，并将其入栈 - 然后利用固定管线渲染图形，在图像渲染完成后，将栈中模型视图矩阵
pop，恢复其初始状态。
自定义specialKeys函数，控制三角形方式
void specialKeys(int key, int x, int y) {
if (key == GLUT_KEY_UP) {
// 绕x轴旋转
objectFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(-5.0), 1.0, 0.0, 0.0);
}
if (key == GLUT_KEY_DOWN) {
// 绕x轴旋转
objectFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(5.0), 1.0, 0.0, 0.0);
}
if (key == GLUT_KEY_LEFT) {
// 绕y轴旋转
objectFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(-5.0), 0.0, 1.0, 0.0);
}
if (key == GLUT_KEY_RIGHT) {
// 绕y轴旋转
objectFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(-5.0f), 0.0f, 1.0f, 0.0f);
}
glutPostRedisplay();
}
main函数
int main(int argc,char* argv[]) {
gltSetWorkingDirectory(argv[0]);
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH | GLUT_STENCIL);
glutInitWindowSize(800, 600);
glutCreateWindow("OpenGL图元");
glutReshapeFunc(changeSize);
glutDisplayFunc(renderScene);
glutSpecialFunc(specialKeys);
GLenum status = glewInit();
if (status != GLEW_OK) {
printf("error: %s\n", glewGetString(status));
return 1;
}
setupRC();
glutMainLoop();
return 0;
}
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