OpenGL绘制隧道并测试各种过滤方式

今天我们使用OpenGL的纹理绘制一个隧道，效果如下：

隧道案例

隧道的绘制与上一节金字塔的绘制类似，主要是我们要找到各个面与对应的纹理的坐标点的对应，设置好环绕方式和过滤模式，最后添加菜单键来更改过滤模式，主要代码如下：

//在这个函数里能够在渲染环境中进行任何需要的初始化，它这里的设置并初始化纹理对象
void SetupRC()
{
    //1.黑色的背景
    glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f,1.0f);
    
    //2.初始化shaderManager
    shaderManager.InitializeStockShaders();
    
    
    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);
    }
    
    //5. 设置几何图形顶点/纹理坐标(上.下.左.右)
    GLfloat z;
    
    /*
     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();
    
}

该方法首先加载四个面的纹理数据，设置纹理的环绕方式和过滤方式以及包装模式，
然后把隧道的四个面根据深度Z值用相对应的纹理数据进行设置。
各个面的对应纹理坐标如下图：

地板

左墙面

右墙面

天花板

然后在RenderScene函数中进行绘制：

//调用，绘制场景
void RenderScene(void)
{
    //1.用当前清除色，清除窗口
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    
    //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();
    
    //6.缓存区交换
    glutSwapBuffers();
}

因为我们想要点击窗口右键弹出更改过滤方式的带单，所以我们要做Main函数中添加一下代码：

 // 添加菜单入口，改变过滤器
    glutCreateMenu(ProcessMenu);
    glutAddMenuEntry("GL_NEAREST",0);
    glutAddMenuEntry("GL_LINEAR",1);
    glutAddMenuEntry("GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST",2);
    glutAddMenuEntry("GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR", 3);
    glutAddMenuEntry("GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST", 4);
    glutAddMenuEntry("GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR", 5);
    glutAddMenuEntry("Anisotropic Filter", 6);
    glutAddMenuEntry("Anisotropic Off", 7);
    
    
    glutAttachMenu(GLUT_RIGHT_BUTTON);

最后我们通过监听ProcessMenu函数来更改成对应的过滤方式来重新渲染，

//菜单栏选择
void ProcessMenu(int value)
{
    GLint iLoop;
    
    for(iLoop = 0; iLoop < TEXTURE_COUNT; iLoop++)
    {
        /**绑定纹理 glBindTexture
         参数1：GL_TEXTURE_2D
         参数2：需要绑定的纹理对象
         */
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[iLoop]);
        
        /**配置纹理参数 glTexParameteri
         参数1：纹理模式
         参数2：纹理参数
         参数3：特定纹理参数
         
         */
        switch(value)
        {
            case 0:
                //GL_TEXTURE_2D,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);
                break;
                
            case 1:
                //GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER(缩小过滤器)，GL_LINEAR（线性过滤）
                glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
                break;
                
            case 2:
                //GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER(缩小过滤器)，GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST（选择最邻近的Mip层，并执行最邻近过滤）
                glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST);
                break;
                
            case 3:
                //GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER(缩小过滤器)，GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR（在Mip层之间执行线性插补，并执行最邻近过滤）
                glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR);
                break;
                
            case 4:
                //GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER(缩小过滤器)，GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR（选择最邻近Mip层，并执行线性过滤）
                glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST);
                break;
                
            case 5:
                //GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER(缩小过滤器)，GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR（在Mip层之间执行线性插补，并执行线性过滤，又称为三线性过滤）
                glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR);
                break;
                
            case 6:
            
                //设置各向异性过滤
                GLfloat fLargest;
                //获取各向异性过滤的最大数量
                glGetFloatv(GL_MAX_TEXTURE_MAX_ANISOTROPY_EXT, &fLargest);
                //设置纹理参数(各向异性采样)
                glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAX_ANISOTROPY_EXT, fLargest);
                break;
        
            case 7:
                //设置各向同性过滤，数量为1.0表示(各向同性采样)
                glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAX_ANISOTROPY_EXT, 1.0f);
                break;
                
        }
    }
    
    //触发重画
    glutPostRedisplay();
}