#include "GLTools.h"

常用工具类

• GLTools.h 头文件包含了大部分GLTool中类似C语言的独立函数

#include "GLMatrixStack.h"

• 矩阵的工具类，可以利用GLMatrixStack 加载单元矩阵/矩阵/矩阵相乘/压栈/出栈/缩放/平移/旋转
  GLMatrixStack 变化管线使用矩阵堆栈
  GLMatrixStack 构造函数允许指定堆栈的最大深度、默认的堆栈深度为64.这个矩阵堆在初始化时已经在堆栈中包含了单位矩阵。
  GLMatrixStack::GLMatrixStack(int iStackDepth = 64);
  通过调用顶部载入这个单位矩阵
  void GLMatrixStack::LoadIndentiy(void);
  在堆栈顶部载入任何矩阵
  void GLMatrixStack::LoadMatrix(const M3DMatrix44f m);

#include "GLFrame.h"

• 矩阵的工具类，表示位置，通过设置vOrigin，vForwaed,vUp
  #include "GLFrustum.h"
• 矩阵的工具类，用来快速设置正/透视投影矩阵，完成坐标从3D->2D 映射过程
  #include "GLBatch.h"
• 三角形批次类，帮助类，利用它可以传输定点/光照/纹理/颜色数据到存储着色器中
  #include "GLGeometryTransform.h"
• 变换管道类，用来快速在代码中传输视图矩阵/投影矩阵/视图投影变换矩阵等
  #include "GL/glut.h"
• 在mac系统下 #include "glut/glut.h"
  在windows 和 Linux 上我们使用freeglut 的静态库版本并且需要添加一个宏

重要的函数

int main(int argc, char* argv[])

• main 函数: 程序入口 OpenGL 是面向过程编程，所以你会发现利用OpenGL处理图形/图像都是链式形式，以及基于OpenGL封装的图像处理框架也是链式编程

void SetupRC()

• SetupRC 函数: 自定义函数，设置你需要渲染的图像的相关顶点数据/颜色数据等数据准备工作

// 使用窗口维度设置视口和投影矩阵.
void ChangeSize(int w, int h)

• ChangeSize 函数: 自定义函数，通过glutReshapeFunc(函数名)注册为重塑函数，当屏幕大小发生变化/或者第一次创建窗口时，会调用该函数调整窗口大小/视口大小

void RenderScene()

• RenderScene 函数: 自定义函数，通过glutDisplayFunc(函数名)注册为显示渲染函数，当屏幕大小发生变化/或者开发者主动渲染会调用此函数，用来实现数据-> 渲染过程

void SpecialKeys(int key, int x, int y)

• SpecialKeys 函数: 特殊键位处理（上、下、左、右移动）

例子

/*
 课程名称：OpenGL 视觉班--第二次课
 案例名称：OpenGL demo1
 实现功能：
    点击屏幕，将固定位置上的顶点数据以6种不同形态展示！
 */


#include "GLTools.h"    
#include "GLMatrixStack.h"
#include "GLFrame.h"
#include "GLFrustum.h"
#include "GLBatch.h"
#include "GLGeometryTransform.h"

#include <math.h>
#ifdef __APPLE__
#include <glut/glut.h>
#else
#define FREEGLUT_STATIC
#include <GL/glut.h>
#endif

/*
 GLMatrixStack 变化管线使用矩阵堆栈
 GLMatrixStack 构造函数允许指定堆栈的最大深度、默认的堆栈深度为64.这个矩阵堆在初始化时已经在堆栈中包含了单位矩阵。
 GLMatrixStack::GLMatrixStack(int iStackDepth = 64);
 //通过调用顶部载入这个单位矩阵
 void GLMatrixStack::LoadIndentiy(void);
 //在堆栈顶部载入任何矩阵
 void GLMatrixStack::LoadMatrix(const M3DMatrix44f m);
 */
// 各种需要的类
GLShaderManager     shaderManager;
GLMatrixStack       modelViewMatrix;
GLMatrixStack       projectionMatrix;
GLFrame             cameraFrame;
GLFrame             objectFrame;
//投影矩阵
GLFrustum           viewFrustum;

//容器类（7种不同的图元对应7种容器对象）
GLBatch             pointBatch;
GLBatch             lineBatch;
GLBatch             lineStripBatch;
GLBatch             lineLoopBatch;
GLBatch             triangleBatch;
GLBatch             triangleStripBatch;
GLBatch             triangleFanBatch;

//几何变换的管道
GLGeometryTransform transformPipeline;

GLfloat vGreen[] = { 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f };
GLfloat vBlack[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };

// 跟踪效果步骤
int nStep = 0;

void SetupRC()
{
    // 灰色的背景
    glClearColor(0.7f, 0.7f, 0.7f, 1.0f );
    shaderManager.InitializeStockShaders();
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    //设置变换管线以使用两个矩阵堆栈
    transformPipeline.SetMatrixStacks(modelViewMatrix, projectionMatrix);
    cameraFrame.MoveForward(-30.0f);
    
    /*
     常见函数：
     void GLBatch::Begin(GLenum primitive,GLuint nVerts,GLuint nTextureUnits = 0);
      参数1：表示使用的图元
      参数2：顶点数
      参数3：纹理坐标（可选）
     //复制顶点坐标
     void GLBatch::CopyVertexData3f(GLFloat *vNorms);
     //结束，表示已经完成数据复制工作
     void GLBatch::End(void);
     */
    //定义一些点，三角形形状。
   
    GLfloat vCoast[9] = {
        3,3,0,0,3,0,3,0,0
        
    };
    
    //用点的形式
    pointBatch.Begin(GL_POINTS, 3);
    pointBatch.CopyVertexData3f(vCoast);
    pointBatch.End();

}

// 召唤场景
void RenderScene()
{
    // Clear the window with current clearing color
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
   
    //压栈
    modelViewMatrix.PushMatrix();
    M3DMatrix44f mCamera;
    cameraFrame.GetCameraMatrix(mCamera);
    
    //矩阵乘以矩阵堆栈的顶部矩阵，相乘的结果随后简存储在堆栈的顶部
    modelViewMatrix.MultMatrix(mCamera);
    
    M3DMatrix44f mObjectFrame;
    //只要使用 GetMatrix 函数就可以获取矩阵堆栈顶部的值，这个函数可以进行2次重载。用来使用GLShaderManager 的使用。或者是获取顶部矩阵的顶点副本数据
    objectFrame.GetMatrix(mObjectFrame);
    
    //矩阵乘以矩阵堆栈的顶部矩阵，相乘的结果随后简存储在堆栈的顶部
    modelViewMatrix.MultMatrix(mObjectFrame);
    
    /* GLShaderManager 中的Uniform 值——平面着色器
     参数1：平面着色器
     参数2：运行为几何图形变换指定一个 4 * 4变换矩阵
     --transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix() 获取的
     GetMatrix函数就可以获得矩阵堆栈顶部的值
     参数3：颜色值（黑色）
     */
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), vBlack);
    
    switch(nStep) {
        case 0:
            //设置点的大小
            glPointSize(4.0f);
            pointBatch.Draw();
            glPointSize(1.0f);
            break;
    }
    
    //还原到以前的模型视图矩阵（单位矩阵）
    modelViewMatrix.PopMatrix();
    
    // 进行缓冲区交换
    glutSwapBuffers();
}


//特殊键位处理（上、下、左、右移动）
void SpecialKeys(int key, int x, int y)
{
    
    if(key == GLUT_KEY_UP)
        //围绕一个指定的X,Y,Z轴旋转。
        objectFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(-5.0f), 1.0f, 0.0f, 0.0f);
    
    if(key == GLUT_KEY_DOWN)
        objectFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(5.0f), 1.0f, 0.0f, 0.0f);
    
    if(key == GLUT_KEY_LEFT)
        objectFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(-5.0f), 0.0f, 1.0f, 0.0f);
    
    if(key == GLUT_KEY_RIGHT)
        objectFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(5.0f), 0.0f, 1.0f, 0.0f);
    
    glutPostRedisplay();
}




//根据空格次数。切换不同的“窗口名称”
void KeyPressFunc(unsigned char key, int x, int y)
{
    if(key == 32)
    {
        nStep++;
        
        if(nStep > 6)
            nStep = 0;
    }
    
    switch(nStep)
    {
        case 0:
            glutSetWindowTitle("GL_POINTS");
            break;
        case 1:
            glutSetWindowTitle("GL_LINES");
            break;
        case 2:
            glutSetWindowTitle("GL_LINE_STRIP");
            break;
        case 3:
            glutSetWindowTitle("GL_LINE_LOOP");
            break;
        case 4:
            glutSetWindowTitle("GL_TRIANGLES");
            break;
        case 5:
            glutSetWindowTitle("GL_TRIANGLE_STRIP");
            break;
        case 6:
            glutSetWindowTitle("GL_TRIANGLE_FAN");
            break;
    }
    
    glutPostRedisplay();
}


// 窗口已更改大小，或刚刚创建。无论哪种情况，我们都需要
// 使用窗口维度设置视口和投影矩阵.
void ChangeSize(int w, int h)
{
    glViewport(0, 0, w, h);
    //创建投影矩阵，并将它载入投影矩阵堆栈中
    viewFrustum.SetPerspective(35.0f, float(w) / float(h), 1.0f, 500.0f);
    projectionMatrix.LoadMatrix(viewFrustum.GetProjectionMatrix());
    
    //调用顶部载入单元矩阵
    modelViewMatrix.LoadIdentity();
}


int main(int argc, char* argv[])
{
    gltSetWorkingDirectory(argv[0]);
    glutInit(&argc, argv);
    //申请一个颜色缓存区、深度缓存区、双缓存区、模板缓存区
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH | GLUT_STENCIL);
    //设置window 的尺寸
    glutInitWindowSize(800, 600);
    //创建window的名称
    glutCreateWindow("GL_POINTS");
    //注册回调函数（改变尺寸）
    glutReshapeFunc(ChangeSize);
    //点击空格时，调用的函数
    glutKeyboardFunc(KeyPressFunc);
    //特殊键位函数（上下左右）
    glutSpecialFunc(SpecialKeys);
    //显示函数
    glutDisplayFunc(RenderScene);
    
    //判断一下是否能初始化glew库，确保项目能正常使用OpenGL 框架
    GLenum err = glewInit();
    if (GLEW_OK != err) {
        fprintf(stderr, "GLEW Error: %s\n", glewGetErrorString(err));
        return 1;
    }
    
    //绘制
    SetupRC();
    
    //runloop运行循环
    glutMainLoop();
    return 0;
}