OpenGL综合案例

OpenGL已经学习了一段时间，现在进行一下综合整理工作。

绘制地板

以下是详细代码及注释，这里不再做一一解释,这里只摘录了changeSize、SetupRC、RenderScene这几个方法中的代码，其他代码及他们的执行流程，可以参照之前文章：

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;            //大球

GLTriangleBatch    sphereBatch;            //小球

GLBatch                floorBatch;          //地板

//角色帧 照相机角色帧

GLFrame            cameraFrame;

//**4、添加附加随机球

#define NUM_SPHERES 50

GLFrame spheres[NUM_SPHERES];

//屏幕更改大小或已初始化

void changeSize(int w,int h)

{

    //设置视口大小

    glViewport(0, 0, w, h);

    //创建投影矩阵 并将它载入到投影矩阵堆栈中

    viewFrustum.SetPerspective(35.0f, (float)w/(float)h, 1.0f, 100.0f);

    //viewFrustum.GetProjectionMatrix()用来获取投影矩阵

    projectionMatrix.LoadMatrix(viewFrustum.GetProjectionMatrix());

    //3.设置变换管道以使用两个矩阵堆栈（变换矩阵modelViewMatrix ，投影矩阵projectionMatrix）

    transformPipeline.SetMatrixStacks(modelViewMatrix, projectionMatrix);

}

//初始化操作

void setupRC()

{

    //进行初始化操作

    //1.清理颜色

    glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);

    //初始化着色器

    shaderManager.InitializeStockShaders();

    //开启深度测试

    glEnable(GL_DEPTH_TEST);

    //3. 使用批次类设置地板顶点数据

    floorBatch.Begin(GL_LINES, 324);

    for(GLfloat x = -20.0; x <= 20.0f; x+= 0.5) {

        floorBatch.Vertex3f(x, -0.55f, 20.0f);

        floorBatch.Vertex3f(x, -0.55f, -20.0f);

        floorBatch.Vertex3f(20.0f, -0.55f, x);

        floorBatch.Vertex3f(-20.0f, -0.55f, x);

    }

    floorBatch.End();

}

//进行调用以绘制场景

void RenderScene(void)

{

    //设置地板颜色值

    static GLfloat vFloorColor[] = {0.0f,1.0f,0.0f,1.0f};

    //2.清除颜色缓存区和深度缓冲区

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    //3.绘制地面 GLT_SHADER_FLAT平面着色器

    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT,transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(),vFloorColor);

    //进行绘制

    floorBatch.Draw();

    //交换缓冲区

    glutSwapBuffers();

}

执行后结果:

绘制大球

代码及注释：

//以上面的代码为基础，changeSize中不需要更改，在setupRC设置大球模型

//设置大球模型  因为OpenGL中自带球类模型，不需要自己画顶点，直接调用gltMakeSphere方法，使用批次类，传对应的参数及可。

    gltMakeSphere(torusBatch, 0.4f, 40, 80);

//RenderScene中改动较大，详细代码如下：

void RenderScene(void)

{

    //设置地板颜色值

    static GLfloat vFloorColor[] = {0.0f,1.0f,0.0f,1.0f};

    //设置大球颜色

    static GLfloat vTorusColor[] = { 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };

    //创建定时器，用于控制大球转动

    static CStopWatch rotTimer;

    //得到大球每秒转动的角度

    float yRot = rotTimer.GetElapsedSeconds() *60.0;

    //2.清除颜色缓存区和深度缓冲区

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    //进行压栈，为了确保每次操作独立，不影响其他操作  每一次压栈PushMatrix都要对应一次出栈PopMatrix

    modelViewMatrix.PushMatrix();

    //3.绘制地面 GLT_SHADER_FLAT平面着色器

    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT,transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(),vFloorColor);

    //进行绘制

    floorBatch.Draw();

    //用矩阵设置一处光源

    M3DVector4f vLightPos = {0.0f,10.0f,5.0f,1.0f};

    //为了获得更好的观察效果，让大球想屏幕里移动3.0

    modelViewMatrix.Translate(0.0f, 0.0f, -3.0f);

    //再次压栈，为了下面的旋转操作

    modelViewMatrix.PushMatrix();

    //大球绕y轴旋转

    modelViewMatrix.Rotate(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);

    //设置着色器(点光源着色器) 模型视图变换矩阵  投影矩阵 点光源位置 颜色值

    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIFF,transformPipeline.GetModelViewMatrix(),transformPipeline.GetProjectionMatrix(),vLightPos,vTorusColor);

    //绘制

    torusBatch.Draw();

    //进行出栈 2次

    modelViewMatrix.PopMatrix();

    modelViewMatrix.PopMatrix();

    //交换缓冲区

    glutSwapBuffers();

    //重新提交渲染

    glutPostRedisplay();

}

执行结果：

绘制多个小球

代码如下：

//如添加大球时的操作，同样SetupRC中添加小球模型，并随机放置50个

//设置小球模型

    gltMakeSphere(sphereBatch, 0.2f, 13, 26);

    //随机放置 NUM_SPHERES上面定义过的宏

    for (int i = 0; i < NUM_SPHERES; i++) {

        //y轴不变，X,Z产生随机值 让小球处于同一平面

        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);

    }

//同样在RenderScene中去绘制这50个小球

//画小球，for循环画50个，单个小球画法和大球差不多，不同的是通过压栈来保持每一次小球的独立

    for (int i = 0; i < NUM_SPHERES; i++) {

        modelViewMatrix.PushMatrix();

        modelViewMatrix.MultMatrix(spheres[i]);

        shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIFF, transformPipeline.GetModelViewMatrix(),

                                    transformPipeline.GetProjectionMatrix(), vLightPos, vSphereColor);

        sphereBatch.Draw();

        modelViewMatrix.PopMatrix();

    }

生成小球

小球围绕大球转动

代码：

//在RenderScene方法中加入

//让一个小篮球围绕大球公众自转

    modelViewMatrix.Rotate(yRot * -2.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f);

    modelViewMatrix.Translate(0.8f, 0.0f, 0.0f);

    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIFF,transformPipeline.GetModelViewMatrix(),transformPipeline.GetProjectionMatrix(),vLightPos,vSphereColor);

    sphereBatch.Draw();

键位控制

代码：

//mian函数中注册键位控制函数

glutSpecialFunc(SpeacialKeys);

//通过相应的操作控制移动旋转

void SpeacialKeys(int key,int x,int y){

    //移动步长

    float linear = 0.1f;

    //旋转度数

    float angular = float(m3dDegToRad(5.0f));

    //上

    if (key == GLUT_KEY_UP) {

        //MoveForward 平移

        cameraFrame.MoveForward(linear);

    }

    //下

    if (key == GLUT_KEY_DOWN) {

        cameraFrame.MoveForward(-linear);

    }

    //左

    if (key == GLUT_KEY_LEFT) {

        //RotateWorld 旋转

        cameraFrame.RotateWorld(angular, 0.0f, 1.0f, 0.0f);

    }

    //右

    if (key == GLUT_KEY_RIGHT) {

        cameraFrame.RotateWorld(-angular, 0.0f, 1.0f, 0.0f);

    }

}

//然后在RenderScene中加入一个观察者 平移10步(地板,大球,小球,小小球)，通过移动观察者来达到目的

    M3DMatrix44f mCamera;

    cameraFrame.GetCameraMatrix(mCamera);

    modelViewMatrix.PushMatrix(mCamera);

这里大球自转，小球围绕大球公转的案例就完成了。