效果
image.png
仿射变换
//Rotate 函数angle参数是传递的度数，⽽不是弧度
//旋转
void MatrixStack::Rotate(GLfloat angle,GLfloat x,GLfloat y,GLfloat z);
//平移
void MatrixStack::Translate(GLfloat x,GLfloat y,GLfloat z);
//缩小
void MatrixStack::Scale(GLfloat x,GLfloat y,GLfloat z);
源码示例
#include "GLTools.h"
#include "GLShaderManager.h"
#include "GLFrustum.h"
#include "GLBatch.h"
#include "GLMatrixStack.h"
#include "GLGeometryTransform.h"
#include "StopWatch.h"
#include <math.h>
#include <stdio.h>
#ifdef __APPLE__
#include <glut/glut.h>
#else
#define FREEGLUT_STATIC
#include <GL/glut.h>
#endif
GLShaderManager shaderManager; // 着色器管理器
GLMatrixStack modelViewMatrix; // 模型视图矩阵
GLMatrixStack projectionMatrix; // 投影矩阵
GLFrustum viewFrustum; // 视景体
GLGeometryTransform transformPipeline; // 几何图形变换管道
GLTriangleBatch torusBatch; // 甜甜圈批处理
GLBatch floorBatch; // 地板批处理
//**定义公转球的批处理（公转自转）**
GLTriangleBatch sphereBatch; //球批处理
//角色帧 照相机角色帧
GLFrame cameraFrame;
#define NUM_SPHERES 50
GLFrame spheres[NUM_SPHERES];
//步骤2
void SetupRC()
{
//初始化着色器管理器
shaderManager.InitializeStockShaders();
//开启深度测试
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
// 开启多边形模型
// glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
//设置清屏颜色到颜色缓存区
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
//绘制甜甜圈
gltMakeTorus(torusBatch, 0.4f, 0.15f, 30, 30);
//** 绘制球(公转自转)**
gltMakeSphere(sphereBatch, 0.1f, 26, 13);
//往地板floorBatch批处理中添加顶点数据
floorBatch.Begin(GL_LINES, 324);
for (GLfloat x = -20.0; x <= 20.0f; x+=0.5) {
//画顶点,通过很横竖线画出地板，两点为一线
floorBatch.Vertex3f(x, -0.55f, 20.0f);//竖
floorBatch.Vertex3f(x, -0.55f, -20.0f);
floorBatch.Vertex3f(20.0f, -0.55f, x);//横
floorBatch.Vertex3f(-20.0f, -0.55f, x);
}
floorBatch.End();
//**4、在场景中随机位置对球体进行初始化
//随机放置球体
for (int i = 0; i < NUM_SPHERES; i++) {
//y轴不变，X,Z产生随机值
GLfloat x = ((GLfloat)((rand() % 400) - 200 ) * 0.1f);
GLfloat z = ((GLfloat)((rand() % 400) - 200 ) * 0.1f);
//在y方向，将球体设置为0.0的位置，这使得它们看起来是飘浮在眼睛的高度
//对spheres数组中的每一个顶点，设置顶点数据
spheres[i].SetOrigin(x, 0.0f, z);
}
}
//步骤1
// 屏幕更改大小或已初始化
void ChangeSize(int nWidth, int nHeight)
{
glViewport(0, 0, nWidth, nHeight);
//创建投影矩阵
viewFrustum.SetPerspective(35.0f, float(nWidth)/float(nHeight), 1.0f, 100.0f);
//获取并加载投影矩阵
projectionMatrix.LoadMatrix(viewFrustum.GetProjectionMatrix());
//设置管道变换以使用两个矩阵堆栈（变换矩阵modelViewMatrix ，投影矩阵projectionMatrix）
//初始化GLGeometryTransform的实例transformPipeline. 通过将它的内部指针设置为模型视图矩阵堆栈和投影矩阵堆栈实例，来完成初始化。
//当然这个操作也可以在SetupRc 函数中完成，但是在窗口大小改变时设置它们并没有坏处。而且这样可以一次性完成矩阵和管线的设置
transformPipeline.SetMatrixStacks(modelViewMatrix, projectionMatrix);
}
//步骤3
//进行调用以绘制场景
void RenderScene(void)
{
//颜色值 地板颜色、甜甜圈颜色
static GLfloat vFloorColor[] = {0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f};
static GLfloat vTorusColor[] = {1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f};
// 球颜色（公转自转）
static GLfloat vSphereColor[] = {0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f};
//基于时间动画
static CStopWatch rotTimer;
float yRot = rotTimer.GetElapsedSeconds() * 60.0f;
//清除颜色缓存区和深度缓存区
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
//将当前的模型视图矩阵压入矩阵堆栈（单位矩阵）
// 因为我们先绘制地面，而地面是不需要有任何变换的，所以在开始渲染时保证矩阵状态，然后在结束时相应的PopMatrix恢复它。这样就不必在每一次渲染时重载单位矩阵了。
// modelViewMatrix.PushMatrix();
// 3、设置照相机矩阵
M3DMatrix44f mCamera;
// 从camerFrame 中获取一个4*4的矩阵
cameraFrame.GetCameraMatrix(mCamera);
// 将照相机矩阵压入模型视图堆栈中
modelViewMatrix.PushMatrix(mCamera);
//4 添加光源
//光源位置的全局坐标存储在vLightPos变量中，其中包含了光源位置x坐标、y坐标、z坐标和w坐标。我们必须保留w坐标为1.0。因为无法用一个3分量去乘以4*4矩阵。
M3DVector4f vLightPos = {0.0f, 10.0f, 5.0f, 1.0f};
M3DVector4f vLightEyePos;
//将照相机矩阵mCamera 与光源矩阵vLightPos 相乘获得vLightEyePost 矩阵
m3dTransformVector4(vLightEyePos, vLightPos, mCamera);
// 绘制地板
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(),vFloorColor);
//开始绘制地板
floorBatch.Draw();
// 绘制悬浮球体
//使用sphereBatch 绘制
//思路：循环绘制50个蓝色悬浮球体，绘制一个压栈一个，绘制完一个出栈一个
for (int i = 0; i < NUM_SPHERES; i++) {
modelViewMatrix.PushMatrix();
modelViewMatrix.MultMatrix(spheres[i]);
//shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT,transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(),vSphereColor);
//**4、绘制光源，修改着色器管理器
/**绘制光源，修改着色器管理器
参数1：GLT_SHADER_TEXTURE_POINT_LIGHT_DIFF
参数2：模型视图矩阵
参数3：投影矩阵
参数4：视点坐标系中的光源位置
参数5：基本漫反射颜色
参数6：颜色
*/
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIFF, transformPipeline.GetModelViewMatrix(), transformPipeline.GetProjectionMatrix(), vLightEyePos,vSphereColor);
sphereBatch.Draw();
modelViewMatrix.PopMatrix();
}
//绘制旋转甜甜圈
//modelViewMatrix 顶部矩阵沿着z轴移动2.5单位
modelViewMatrix.Translate(0.0f, 0.0f, -2.5f);
// 保存平移（公转自转）
modelViewMatrix.PushMatrix();
// 旋转角度
/**
yRot 根据时间产生的角度，之所以可以自动旋转就是因为它
*/
modelViewMatrix.Rotate(yRot, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
//使用平面着色器 变换管道中的投影矩阵 和 变换矩阵 相乘的矩阵，指定甜甜圈颜色
// shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(),vTorusColor);
//**4、绘制光源，修改着色器管理器
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIFF, transformPipeline.GetModelViewMatrix(),transformPipeline.GetProjectionMatrix(),vLightEyePos,vTorusColor);
//开始绘制甜甜圈
torusBatch.Draw();
// 恢复矩阵
//使用PopMatrix推出刚刚变换的矩阵，然后恢复到单位矩阵
modelViewMatrix.PopMatrix();
//绘制公转球体（公转自转）
modelViewMatrix.Rotate(yRot * -2.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
modelViewMatrix.Translate(0.8, 0.0f, 0.0f);
//使用平面着色器绘制
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(),vSphereColor);
sphereBatch.Draw();
//恢复矩阵
modelViewMatrix.PopMatrix();
// 执行缓存区交换
glutSwapBuffers();
//告诉glut再显示一遍
glutPostRedisplay();
}
//步骤0
int main(int argc, char* argv[])
{
gltSetWorkingDirectory(argv[0]);
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
glutInitWindowSize(800,600);
glutCreateWindow("OpenGL SphereWorld");
glutReshapeFunc(ChangeSize);
glutDisplayFunc(RenderScene);
GLenum err = glewInit();
if (GLEW_OK != err) {
fprintf(stderr, "GLEW Error: %s\n", glewGetErrorString(err));
return 1;
}
SetupRC();
glutMainLoop();
return 0;
}
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