01、OpenGL代码示例

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需求

在屏幕上画三个点（立体的），按上下左右能进行立体的变换

初始化工作

/*
 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;//着色器管理器
GLMatrixStack       modelViewMatrix;//模型视图矩阵
GLMatrixStack       projectionMatrix;//投影矩阵
GLFrame             cameraFrame;//摄像机坐标
GLFrame             objectFrame;//物体坐标
GLFrustum           viewFrustum;//投影设置
//容器类
GLBatch             pointBatch;

//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 };

main函数程序入口

int main(int argc, char* argv[])
{
    gltSetWorkingDirectory(argv[0]);
    //初始化GLUT库,这个函数只是传递命令参数并且初始化glut库
    glutInit(&argc, argv);
    /*
     初始化双缓冲窗口，其中标志GLUT_DOUBLE、GLUT_RGBA、GLUT_DEPTH、GLUT_STENCIL分别指
     双缓冲窗口、RGBA颜色模式、深度测试、模板缓冲区
     
     --GLUT_DOUBLE`：双缓存窗口，是指绘图命令实际上是离屏缓存区执行的，然后迅速转换成窗口视图，这种方式，经常用来生成动画效果；
     --GLUT_DEPTH`：标志将一个深度缓存区分配为显示的一部分，因此我们能够执行深度测试；
     --GLUT_STENCIL`：确保我们也会有一个可用的模板缓存区。
     深度、模板测试后面会细致讲到
     */
    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");
    /*
     GLUT 内部运行一个本地消息循环，拦截适当的消息。然后调用我们不同时间注册的回调函数。我们一共注册2个回调函数：
     1）为窗口改变大小而设置的一个回调函数
     2）包含OpenGL 渲染的回调函数
     */
    //注册回调函数（改变尺寸）
    //1、渲染的时候会掉一次 2、改变尺寸的时候会调一次
    glutReshapeFunc(ChangeSize);
    //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 初始化一些数据
    SetupRC();
    
    //runloop运行循环
    glutMainLoop();
    return 0;
}

初始化一些配置和数据

void SetupRC()
{
    // 灰色的背景
    glClearColor(0.7f, 0.7f, 0.7f, 1.0f );
    //着色器管理器初始化
    shaderManager.InitializeStockShaders();
    //打开深度测试
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    //设置变换管线以使用两个矩阵堆栈
    //这个时候模型 视图矩阵 和 投影矩阵 没有值，因为没有初始化进行赋值操作
    transformPipeline.SetMatrixStacks(modelViewMatrix, projectionMatrix);
    //初始化摄像机坐标
    cameraFrame.MoveForward(-15.0f);
    
    /*
     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();
}

ChangeSize尺寸改变

// 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.
// 因为每当尺寸发生变化的时候，对应的投影矩阵也要发生变化，所以要在这个函数里面设置投影矩阵
void ChangeSize(int w, int h)
{
    //第一步设置 视口
    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();
}

渲染函数Render

// 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);
    
    //开始画点
    glPointSize(4.0f);
    pointBatch.Draw();
    glPointSize(1.0f);
    
    //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();
}

特殊键位移动

//特殊键位处理（上、下、左、右移动）
void SpecialKeys(int key, int x, int y)
{
    //旋转物体世界坐标系
    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);
    
    //重新渲染
    glutPostRedisplay();
}

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