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。