OpenGL 纹理案例-隧道

作者: Joker_King | 来源:发表于2020-07-22 13:42 被阅读0次

在学习了纹理之后，我们尝试着用纹理来实现一个类似于下图这样的隧道效果，并且让他可以通过键盘的上下键可以来进行前进和后退。

-w1085

设置顶点信息

在进行纹理应用之前，我们首先需要构建一个隧道的视图场景，只有拥有了隧道我们才能将我们的纹理视图应用到我们的隧道之上。

首先我们需要四个批次容器类，来构建成一个完整的隧道。

GLBatch floorBatch;//地面
GLBatch ceilingBatch;//天花板
GLBatch leftWallBatch;//左墙面
GLBatch rightWallBatch;//右墙面

接下来我们需要在我们的SetupRC中初始化我们的四个批次容器类的顶点信息。

//Z表示深度，隧道的深度
for(z = 60.0f; z >= 0.0f; z -=10.0f)
{
    floorBatch.Vertex3f(-10.0f, -10.0f, z);
    
    floorBatch.Vertex3f(10.0f, -10.0f, z);
  
    floorBatch.Vertex3f(-10.0f, -10.0f, z - 10.0f);
    
    floorBatch.Vertex3f(10.0f, -10.0f, z - 10.0f);
}
floorBatch.End();
   
ceilingBatch.Begin(GL_TRIANGLE_STRIP, 28, 1);
for(z = 60.0f; z >= 0.0f; z -=10.0f)
{
    ceilingBatch.Vertex3f(-10.0f, 10.0f, z - 10.0f);

    ceilingBatch.Vertex3f(10.0f, 10.0f, z - 10.0f);
 
    ceilingBatch.Vertex3f(-10.0f, 10.0f, z);
    
    ceilingBatch.Vertex3f(10.0f, 10.0f, z);
}
ceilingBatch.End();
    
leftWallBatch.Begin(GL_TRIANGLE_STRIP, 28, 1);
for(z = 60.0f; z >= 0.0f; z -=10.0f)
{
    leftWallBatch.Vertex3f(-10.0f, -10.0f, z);

    leftWallBatch.Vertex3f(-10.0f, 10.0f, z);
   
    leftWallBatch.Vertex3f(-10.0f, -10.0f, z - 10.0f);
    
    leftWallBatch.Vertex3f(-10.0f, 10.0f, z - 10.0f);
}
leftWallBatch.End();
   
rightWallBatch.Begin(GL_TRIANGLE_STRIP, 28, 1);
for(z = 60.0f; z >= 0.0f; z -=10.0f)
{
    rightWallBatch.Vertex3f(10.0f, -10.0f, z);
 
    rightWallBatch.Vertex3f(10.0f, 10.0f, z);
    
    rightWallBatch.Vertex3f(10.0f, -10.0f, z - 10.0f);
   
    rightWallBatch.Vertex3f(10.0f, 10.0f, z - 10.0f);
}
rightWallBatch.End();

绘制隧道

然后我们在RenderScene中进使用平面着色器进行绘制隧道并给每个墙面指定一个颜色。

void RenderScene(void)
{
    //清除一个或一组特定的缓冲区
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT|GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
    
    modelViewMatrix.PushMatrix();
    modelViewMatrix.Translate(0, 0, viewZ);
    
    GLfloat floorBatchColor[] = { 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f};
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), floorBatchColor);
    floorBatch.Draw();
    
    GLfloat ceilingBatchColor[] = {1, 0.5, 0, 1};
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), ceilingBatchColor);
    ceilingBatch.Draw();
    
    GLfloat leftWallBatchColor[] = {0.8, 0.6, 0.2, 1};
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), leftWallBatchColor);
    leftWallBatch.Draw();
    
    GLfloat rightWallBatchColor[] = {0.6, 0.1, 0.9, 1};
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), rightWallBatchColor);
    rightWallBatch.Draw();
    
    modelViewMatrix.PopMatrix();
    glutSwapBuffers();
    glutPostRedisplay();
}

效果如下图所示。

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读取纹理

在最初的目标视图上我们可以看到效果图上我们可以看到，这个隧道是由三种不同的纹理组成的，其中顶部和地面是不同的纹理，左右两面使用的是同一个纹理。

定义一个纹理数组，和一个纹理名称数组。

// 纹理标识符号
#define TEXTURE_BRICK   0 //墙面
#define TEXTURE_FLOOR   1 //地板
#define TEXTURE_CEILING 2 //纹理天花板
#define TEXTURE_COUNT   3 //纹理个数

GLuint  textures[TEXTURE_COUNT];//纹理标记数组
//文件tag名字数组
const char *szTextureFiles[TEXTURE_COUNT] = { "brick.tga", "floor.tga", "ceiling.tga" };

接下来我们需要读取和加载纹理。

GLbyte *pBytes;
GLint iWidth, iHeight, iComponents;
GLenum eFormat;
GLint iLoop;

//3.生成纹理标记
/**
 分配纹理对象 glGenTextures
 参数1：纹理对象的数量
 参数2：纹理对象标识数组
 */
glGenTextures(TEXTURE_COUNT, textures);
    
//4. 循环设置纹理数组的纹理参数
for(iLoop = 0; iLoop < TEXTURE_COUNT; iLoop++) {
    /**
     绑定纹理对象 glBindTexture
     参数1：纹理模式，GL_TEXTURE_1D,GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_3D
     参数2：需要绑定的纹理对象
     */
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[iLoop]);
    
    /**
     加载tga文件
     参数1：纹理文件名称
     参数2：文件宽度变量地址
     参数3：文件高度变量地址
     参数4：文件组件变量地址
     参数5：文件格式变量地址
     返回值：pBytes，指向图像数据的指针
     */
    pBytes = gltReadTGABits(szTextureFiles[iLoop],&iWidth, &iHeight,
                            &iComponents, &eFormat);
    
    //加载纹理、设置过滤器和包装模式
    //GL_TEXTURE_MAG_FILTER（放大过滤器,GL_NEAREST(最邻近过滤)
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
    //GL_TEXTURE_MIN_FILTER(缩小过滤器),GL_NEAREST(最邻近过滤)
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
    //GL_TEXTURE_WRAP_S(s轴环绕),GL_CLAMP_TO_EDGE(环绕模式强制对范围之外的纹理坐标沿着合法的纹理单元的最后一行或一列进行采样)
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
    //GL_TEXTURE_WRAP_T(t轴环绕)，GL_CLAMP_TO_EDGE(环绕模式强制对范围之外的纹理坐标沿着合法的纹理单元的最后一行或一列进行采样)
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
    
    /**载入纹理 glTexImage2D
     参数1：纹理维度，GL_TEXTURE_2D
     参数2：mip贴图层次
     参数3：纹理单元存储的颜色成分（从读取像素图中获得）
     参数4：加载纹理宽度
     参数5：加载纹理的高度
     参数6：加载纹理的深度
     参数7：像素数据的数据类型,GL_UNSIGNED_BYTE无符号整型
     参数8：指向纹理图像数据的指针
     */
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, iComponents, iWidth, iHeight, 0, eFormat, GL_UNSIGNED_BYTE, pBytes);
    /**
     为纹理对象生成一组完整的mipmap glGenerateMipmap
     参数1：纹理维度，GL_TEXTURE_1D,GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_2D
     */
    glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
    //释放原始纹理数据，不在需要纹理原始数据了
    free(pBytes);
}

接下来我们需要设置纹理顶点和结合图形的顶点对应信息。

/*
 GLTools库中的容器类，GBatch，
 void GLBatch::Begin(GLenum primitive,GLuint nVerts,GLuint nTextureUnits = 0);
 参数1：图元枚举值
 参数2：顶点数
 参数3：1组或者2组纹理坐标
 */
    
floorBatch.Begin(GL_TRIANGLE_STRIP, 28, 1);
//Z表示深度，隧道的深度
for(z = 60.0f; z >= 0.0f; z -=10.0f)
{
    floorBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 0.0f);
    floorBatch.Vertex3f(-10.0f, -10.0f, z);
    
    floorBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 0.0f);
    floorBatch.Vertex3f(10.0f, -10.0f, z);
    
    floorBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 1.0f);
    floorBatch.Vertex3f(-10.0f, -10.0f, z - 10.0f);
    
    floorBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 1.0f);
    floorBatch.Vertex3f(10.0f, -10.0f, z - 10.0f);
}
floorBatch.End();
   
ceilingBatch.Begin(GL_TRIANGLE_STRIP, 28, 1);
for(z = 60.0f; z >= 0.0f; z -=10.0f)
{
    ceilingBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 1.0f);
    ceilingBatch.Vertex3f(-10.0f, 10.0f, z - 10.0f);
    
    ceilingBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 1.0f);
    ceilingBatch.Vertex3f(10.0f, 10.0f, z - 10.0f);
    
    ceilingBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 0.0f);
    ceilingBatch.Vertex3f(-10.0f, 10.0f, z);
    
    ceilingBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 0.0f);
    ceilingBatch.Vertex3f(10.0f, 10.0f, z);
}
ceilingBatch.End();
    
leftWallBatch.Begin(GL_TRIANGLE_STRIP, 28, 1);
for(z = 60.0f; z >= 0.0f; z -=10.0f)
{
    leftWallBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 0.0f);
    leftWallBatch.Vertex3f(-10.0f, -10.0f, z);
    
    leftWallBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 1.0f);
    leftWallBatch.Vertex3f(-10.0f, 10.0f, z);
    
    leftWallBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 0.0f);
    leftWallBatch.Vertex3f(-10.0f, -10.0f, z - 10.0f);
    
    leftWallBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 1.0f);
    leftWallBatch.Vertex3f(-10.0f, 10.0f, z - 10.0f);
}
leftWallBatch.End();

rightWallBatch.Begin(GL_TRIANGLE_STRIP, 28, 1);
for(z = 60.0f; z >= 0.0f; z -=10.0f)
{
    rightWallBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 0.0f);
    rightWallBatch.Vertex3f(10.0f, -10.0f, z);
    
    rightWallBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 1.0f);
    rightWallBatch.Vertex3f(10.0f, 10.0f, z);
    
    rightWallBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 0.0f);
    rightWallBatch.Vertex3f(10.0f, -10.0f, z - 10.0f);
    
    rightWallBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 1.0f);
    rightWallBatch.Vertex3f(10.0f, 10.0f, z - 10.0f);
}
rightWallBatch.End();

最后我们再在RenderScene函数中使用纹理着色器对几何图形进行贴图渲染。

//2.模型视图压栈
modelViewMatrix.PushMatrix();
//Z轴平移viewZ 距离
modelViewMatrix.Translate(0.0f, 0.0f, viewZ);
    
//3.纹理替换矩阵着色器
/*
 参数1：GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE（着色器标签）
 参数2：模型视图投影矩阵
 参数3：纹理层
 */
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), 0);
    
//4.绑定纹理
/*
 参数1：纹理模式，GL_TEXTURE_1D、GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D
 参数2：需要绑定的纹理
 */
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[TEXTURE_FLOOR]);
floorBatch.Draw();
    
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[TEXTURE_CEILING]);
ceilingBatch.Draw();
    
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[TEXTURE_BRICK]);
leftWallBatch.Draw();
rightWallBatch.Draw();
    
//5.pop
modelViewMatrix.PopMatrix();

至此我们就绘制除了一个带纹理的隧道。

-w1014

添加前后移动

接下来我们来实现一个在隧道中前进的效果。
注册SpecialKeys函数，来监听键盘的上下键。

//前后移动视口来对方向键作出响应
void SpecialKeys(int key, int x, int y) {
    if(key == GLUT_KEY_UP)
        //移动的是深度值，Z
        viewZ += 0.5f;
    if(key == GLUT_KEY_DOWN)
        viewZ -= 0.5f;
    //更新窗口，即可回调到RenderScene函数里
    glutPostRedisplay();
}

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