
首先导入相应的库
#include "GLTools.h"
#include"GLTools.h"
GLTool.h头文件包含了大部分GLTool中类似C语言的独立函数
#include "GLMatrixStack.h"
GLMatrixStack
变化管线使用矩阵堆栈
GLMatrixStack
构造函数允许指定堆栈的最大深度、默认的堆栈深度为64.这个矩阵堆在初始化时已经在堆栈中包含了单位矩阵。
GLMatrixStack::GLMatrixStack(int iStackDepth = 64);
//通过调用顶部载入这个单位矩阵
void GLMatrixStack::LoadIndentiy(void);
//在堆栈顶部载入任何矩阵
void GLMatrixStack::LoadMatrix(const M3DMatrix44f m);
#include "GLFrame.h"
矩阵⼯具类,表示位置.通过设置
vOrigin, vForward ,vUp
#include "GLFrustum.h"
矩阵⼯具类,⽤来快速设置正/透
视投影矩阵.完成坐标从3D->2D
映射过程.
#include "GLBatch.h"
三⻆形批次类,帮助类,利⽤它可
以传输顶点/光照/纹理/颜⾊数
据到存储着⾊器中.
#include "GLGeometryTransform.h"
变换管道类,⽤来快速在代码中
传输视图矩阵/投影矩阵/视图投
影变换矩阵等.
#include <math.h>
--------> 数学库
#ifdef __APPLE__
#include <glut/glut.h>
#else
#define FREEGLUT_STATIC
#include <GL/glut.h>
#endif
在Mac 系统下,
#include<glut/glut.h>
在Windows 和 Linux上,我们使⽤freeglut的静态库版本并且需要添加⼀个宏
定义全局变量:
////设置角色帧,作为相机
GLFrame viewFrame; --------> //设置观察者视图坐标
//使用GLFrustum类来设置透视投影
GLFrustum viewFrustum; --------> //设置图元绘制时的投影⽅式.
GLTriangleBatch torusBatch; --------> //帮助类/容器类
GLMatrixStack modelViewMatix; --------> //模型视图矩阵
GLMatrixStack projectionMatrix; --------> //投影矩阵
GLGeometryTransform transformPipeline; -------> //变换管道.存储模型视图/投影/模型视图投影矩阵.
GLShaderManager shaderManager; --------> //存储着⾊器管理⼯具类.
//容器类(7种不同的图元对应7种容器对象)
GLBatch pointBatch;
GLBatch lineBatch;
GLBatch lineStripBatch;
GLBatch lineLoopBatch;
GLBatch triangleBatch;
GLBatch triangleStripBatch;
GLBatch triangleFanBatch;
//几何变换的管道
GLGeometryTransform transformPipeline;
GLfloat vGreen[] = { 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f };
GLfloat vBlack[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };
// 跟踪效果步骤
int nStep = 0;
函数定义和实现
int main(int argc, char* argv[]) {
gltSetWorkingDirectory(argv[0]);
glutInit(&argc, argv);
//申请一个颜色缓存区、深度缓存区、双缓存区、模板缓存区
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH | GLUT_STENCIL);
//设置window 的尺寸
glutInitWindowSize(800, 600);
//创建window的名称
glutCreateWindow("GL_POINTS");
//注册回调函数(改变尺寸)
glutReshapeFunc(ChangeSize);
//点击空格时,调用的函数
glutKeyboardFunc(KeyPressFunc);
//特殊键位函数(上下左右)
glutSpecialFunc(SpecialKeys);
//显示函数
glutDisplayFunc(RenderScene);
//判断一下是否能初始化glew库,确保项目能正常使用OpenGL 框架
GLenum err = glewInit();
if (GLEW_OK != err) {
fprintf(stderr, "GLEW Error: %s\n", glewGetErrorString(err));
return 1;
}
//绘制
SetupRC();
//runloop运行循环
glutMainLoop();
return 0;
}
函数解说
gltSetWorkingDirectory(argv[0]);
//设置当前工作目录,针对MAC OS X
GLTools
函数glSetWorkingDrectory
用来设置当前工作目录。实际上在Windows中是不必要的,因为工作目录默认就是与程序可执行执行程序相同的目录。
但是在Mac OS X中,这个程序将当前工作文件夹改为应用程序捆绑包中的/Resource
文件夹。GLUT
的优先设定自动进行了这个中设置,但是这样中方法更加安全.
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE|GLUT_RGBA|GLUT_DEPTH|GLUT_STENCIL);
初始化双缓冲窗口,其中标志
GLUT_DOUBLE
、GLUT_RGBA
、GLUT_DEPTH
、GLUT_STENCIL
分别指双缓冲窗口、RGBA颜色模式、深度测试、模板缓冲区
--GLUT_DOUBLE
:双缓存窗口,是指绘图命令实际上是离屏缓存区执行的,然后迅速转换成窗口视图,这种方式,经常用来生成动画效果;
--GLUT_DEPTH
:标志将一个深度缓存区分配为显示的一部分,因此我们能够执行深度测试;
--GLUT_STENCIL
:确保我们也会有一个可用的模板缓存区。
深度、模板测试后面会细致讲到
//GLUT窗口大小、窗口标题
glutInitWindowSize(800, 600);
glutCreateWindow("Triangle");
/* GLUT 内部运行一个本地消息循环,拦截适当的消息。然后调用我们不同时间注册的回调函数。我们一共注册2个回调函数:
1)为窗口改变大小而设置的一个回调函数
2)包含OpenGL 渲染的回调函数 */
//注册重塑函数
glutReshapeFunc(ChangeSize);
//注册显示函数
glutDisplayFunc(RenderScene);
/* 初始化一个GLEW库,确保OpenGL API对程序完全可用。
在试图做任何渲染之前,要检查确定驱动程序的初始化过程中没有任何问题 */
GLenum status = glewInit();
if (GLEW_OK != status) {
printf("GLEW Error:%s\n",glewGetErrorString(status));
return 1;
}
//设置渲染环境
setupRC();
//runloop运行循环
glutMainLoop();
重要函数实现
// 窗口已更改大小,或刚刚创建。无论哪种情况,我们都需要
// 使用窗口维度设置视口和投影矩阵.
void ChangeSize(int w, int h)
{
glViewport(0, 0, w, h);
//创建投影矩阵,并将它载入投影矩阵堆栈中
//参数1:垂直方向上的视场角度
//参数2:视口纵横比 = w/h
//参数3:近裁剪面距离
//参数4:远裁剪面距离
viewFrustum.SetPerspective(35.0f, float(w) / float(h), 1.0f, 500.0f);
projectionMatrix.LoadMatrix(viewFrustum.GetProjectionMatrix());
//调用顶部载入单元矩阵
modelViewMatrix.LoadIdentity();
}
//根据空格次数。切换不同的“窗口名称”
void KeyPressFunc(unsigned char key, int x, int y) {
if(key == 32) {
nStep++;
if(nStep > 6)
nStep = 0;
}
switch(nStep) {
case 0:
glutSetWindowTitle("GL_POINTS");
break;
case 1:
glutSetWindowTitle("GL_LINES");
break;
case 2:
glutSetWindowTitle("GL_LINE_STRIP");
break;
case 3:
glutSetWindowTitle("GL_LINE_LOOP");
break;
case 4:
glutSetWindowTitle("GL_TRIANGLES");
break;
case 5:
glutSetWindowTitle("GL_TRIANGLE_STRIP");
break;
case 6:
glutSetWindowTitle("GL_TRIANGLE_FAN");
break;
}
glutPostRedisplay();
}
void RenderScene(void) {
//1.清除窗口和深度缓冲区
//可以给学员演示一下不清空颜色/深度缓冲区时.渲染会造成什么问题. 残留数据
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
//压栈
modelViewMatrix.PushMatrix();
M3DMatrix44f mCamera;
cameraFrame.GetCameraMatrix(mCamera);
//矩阵乘以矩阵堆栈的顶部矩阵,相乘的结果随后简存储在堆栈的顶部
modelViewMatrix.MultMatrix(mCamera);
M3DMatrix44f mObjectFrame;
//只要使用 GetMatrix 函数就可以获取矩阵堆栈顶部的值,这个函数可以进行2次重载。用来使用GLShaderManager 的使用。或者是获取顶部矩阵的顶点副本数据
objectFrame.GetMatrix(mObjectFrame);
//矩阵乘以矩阵堆栈的顶部矩阵,相乘的结果随后简存储在堆栈的顶部
modelViewMatrix.MultMatrix(mObjectFrame);
/* GLShaderManager 中的Uniform 值——平面着色器
参数1:平面着色器
参数2:运行为几何图形变换指定一个 4 * 4变换矩阵
--transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix() 获取的
GetMatrix函数就可以获得矩阵堆栈顶部的值
参数3:颜色值(黑色)
*/
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), vBlack);
switch(nStep) {
case 0:
//设置点的大小
glPointSize(4.0f);
pointBatch.Draw();
glPointSize(1.0f);
break;
case 1:
//设置线的宽度
glLineWidth(2.0f);
lineBatch.Draw();
glLineWidth(1.0f);
break;
case 2:
glLineWidth(2.0f);
lineStripBatch.Draw();
glLineWidth(1.0f);
break;
case 3:
glLineWidth(2.0f);
lineLoopBatch.Draw();
glLineWidth(1.0f);
break;
case 4:
DrawWireFramedBatch(&triangleBatch);
break;
case 5:
DrawWireFramedBatch(&triangleStripBatch);
break;
case 6:
DrawWireFramedBatch(&triangleFanBatch);
break;
}
//还原到以前的模型视图矩阵(单位矩阵)
modelViewMatrix.PopMatrix();
// 进行缓冲区交换
glutSwapBuffers();
}
void DrawWireFramedBatch(GLBatch* pBatch)
{
/*------------画绿色部分----------------*/
/* GLShaderManager 中的Uniform 值——平面着色器
参数1:平面着色器
参数2:运行为几何图形变换指定一个 4 * 4变换矩阵
--transformPipeline 变换管线(指定了2个矩阵堆栈)
参数3:颜色值
*/
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), vGreen);
pBatch->Draw();
/*-----------边框部分-------------------*/
/*
glEnable(GLenum mode); 用于启用各种功能。功能由参数决定
参数列表:http://blog.csdn.net/augusdi/article/details/23747081
注意:glEnable() 不能写在glBegin() 和 glEnd()中间
GL_POLYGON_OFFSET_LINE 根据函数glPolygonOffset的设置,启用线的深度偏移
GL_LINE_SMOOTH 执行后,过虑线点的锯齿
GL_BLEND 启用颜色混合。例如实现半透明效果
GL_DEPTH_TEST 启用深度测试 根据坐标的远近自动隐藏被遮住的图形(材料
glDisable(GLenum mode); 用于关闭指定的功能 功能由参数决定
*/
//画黑色边框
glPolygonOffset(-1.0f, -1.0f);// 偏移深度,在同一位置要绘制填充和边线,会产生z冲突,所以要偏移
glEnable(GL_POLYGON_OFFSET_LINE);
// 画反锯齿,让黑边好看些
glEnable(GL_LINE_SMOOTH);
glEnable(GL_BLEND);
glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
//绘制线框几何黑色版 三种模式,实心,边框,点,可以作用在正面,背面,或者两面
//通过调用glPolygonMode将多边形正面或者背面设为线框模式,实现线框渲染
glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
//设置线条宽度
glLineWidth(2.5f);
/* GLShaderManager 中的Uniform 值——平面着色器
参数1:平面着色器
参数2:运行为几何图形变换指定一个 4 * 4变换矩阵
--transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix() 获取的
GetMatrix函数就可以获得矩阵堆栈顶部的值
参数3:颜色值(黑色)
*/
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), vBlack);
pBatch->Draw();
// 复原原本的设置
//通过调用glPolygonMode将多边形正面或者背面设为全部填充模式
glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);
glDisable(GL_POLYGON_OFFSET_LINE);
glLineWidth(1.0f);
glDisable(GL_BLEND);
glDisable(GL_LINE_SMOOTH);
}
//键位设置,通过不同的键位对其进⾏设置
//控制Camera的移动,从⽽改变视⼝
void SpecialKeys(int key, int x, int y) {
if(key == GLUT_KEY_UP)
//围绕一个指定的X,Y,Z轴旋转。
objectFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(-5.0f), 1.0f, 0.0f, 0.0f);
if(key == GLUT_KEY_DOWN)
objectFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(5.0f), 1.0f, 0.0f, 0.0f);
if(key == GLUT_KEY_LEFT)
objectFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(-5.0f), 0.0f, 1.0f, 0.0f);
if(key == GLUT_KEY_RIGHT)
objectFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(5.0f), 0.0f, 1.0f, 0.0f);
glutPostRedisplay();
}
// 此函数在呈现上下文中进行任何必要的初始化。.
// 这是第一次做任何与opengl相关的任务。
void SetupRC() {
// 灰色的背景
glClearColor(0.7f, 0.7f, 0.7f, 1.0f );
shaderManager.InitializeStockShaders();
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
//设置变换管线以使用两个矩阵堆栈
transformPipeline.SetMatrixStacks(modelViewMatrix, projectionMatrix);
cameraFrame.MoveForward(-15.0f);
/*
常见函数:
void GLBatch::Begin(GLenum primitive,GLuint nVerts,GLuint nTextureUnits = 0);
参数1:表示使用的图元
参数2:顶点数
参数3:纹理坐标(可选)
//负责顶点坐标
void GLBatch::CopyVertexData3f(GLFloat *vNorms);
//结束,表示已经完成数据复制工作
void GLBatch::End(void);
*/
//定义一些点,三角形形状。
GLfloat vCoast[9] = {
3,3,0,0,3,0,3,0,0
};
//用点的形式
pointBatch.Begin(GL_POINTS, 3);
pointBatch.CopyVertexData3f(vCoast);
pointBatch.End();
//通过线的形式
lineBatch.Begin(GL_LINES, 3);
lineBatch.CopyVertexData3f(vCoast);
lineBatch.End();
//通过线段的形式
lineStripBatch.Begin(GL_LINE_STRIP, 3);
lineStripBatch.CopyVertexData3f(vCoast);
lineStripBatch.End();
//通过线环的形式
lineLoopBatch.Begin(GL_LINE_LOOP, 3);
lineLoopBatch.CopyVertexData3f(vCoast);
lineLoopBatch.End();
// 通过三角形创建金字塔
GLfloat vPyramid[12][3] = {
-2.0f, 0.0f, -2.0f,
2.0f, 0.0f, -2.0f,
0.0f, 4.0f, 0.0f,
2.0f, 0.0f, -2.0f,
2.0f, 0.0f, 2.0f,
0.0f, 4.0f, 0.0f,
2.0f, 0.0f, 2.0f,
-2.0f, 0.0f, 2.0f,
0.0f, 4.0f, 0.0f,
-2.0f, 0.0f, 2.0f,
-2.0f, 0.0f, -2.0f,
0.0f, 4.0f, 0.0f
};
//GL_TRIANGLES 每3个顶点定义一个新的三角形
triangleBatch.Begin(GL_TRIANGLES, 12);
triangleBatch.CopyVertexData3f(vPyramid);
triangleBatch.End();
// 三角形扇形--六边形
GLfloat vPoints[100][3];
int nVerts = 0;
//半径
GLfloat r = 3.0f;
//原点(x,y,z) = (0,0,0);
vPoints[nVerts][0] = 0.0f;
vPoints[nVerts][1] = 0.0f;
vPoints[nVerts][2] = 0.0f;
//M3D_2PI 就是2Pi 的意思,就一个圆的意思。 绘制圆形
for(GLfloat angle = 0; angle < M3D_2PI; angle += M3D_2PI / 6.0f) {
//数组下标自增(每自增1次就表示一个顶点)
nVerts++;
/*
弧长=半径*角度,这里的角度是弧度制,不是平时的角度制
既然知道了cos值,那么角度=arccos,求一个反三角函数就行了
*/
//x点坐标 cos(angle) * 半径
vPoints[nVerts][0] = float(cos(angle)) * r;
//y点坐标 sin(angle) * 半径
vPoints[nVerts][1] = float(sin(angle)) * r;
//z点的坐标
vPoints[nVerts][2] = -0.5f;
}
// 结束扇形 前面一共绘制7个顶点(包括圆心)
//添加闭合的终点
//课程添加演示:屏蔽177-180行代码,并把绘制节点改为7.则三角形扇形是无法闭合的。
nVerts++;
vPoints[nVerts][0] = r;
vPoints[nVerts][1] = 0;
vPoints[nVerts][2] = 0.0f;
// 加载!
//GL_TRIANGLE_FAN 以一个圆心为中心呈扇形排列,共用相邻顶点的一组三角形
triangleFanBatch.Begin(GL_TRIANGLE_FAN, 8);
triangleFanBatch.CopyVertexData3f(vPoints);
triangleFanBatch.End();
//三角形条带,一个小环或圆柱段
//顶点下标
int iCounter = 0;
//半径
GLfloat radius = 3.0f;
//从0度~360度,以0.3弧度为步长
for(GLfloat angle = 0.0f; angle <= (2.0f*M3D_PI); angle += 0.3f)
{
//或许圆形的顶点的X,Y
GLfloat x = radius * sin(angle);
GLfloat y = radius * cos(angle);
//绘制2个三角形(他们的x,y顶点一样,只是z点不一样)
vPoints[iCounter][0] = x;
vPoints[iCounter][1] = y;
vPoints[iCounter][2] = -0.5;
iCounter++;
vPoints[iCounter][0] = x;
vPoints[iCounter][1] = y;
vPoints[iCounter][2] = 0.5;
iCounter++;
}
// 关闭循环
printf("三角形带的顶点数:%d\n",iCounter);
//结束循环,在循环位置生成2个三角形
vPoints[iCounter][0] = vPoints[0][0];
vPoints[iCounter][1] = vPoints[0][1];
vPoints[iCounter][2] = -0.5;
iCounter++;
vPoints[iCounter][0] = vPoints[1][0];
vPoints[iCounter][1] = vPoints[1][1];
vPoints[iCounter][2] = 0.5;
iCounter++;
// GL_TRIANGLE_STRIP 共用一个条带(strip)上的顶点的一组三角形
triangleStripBatch.Begin(GL_TRIANGLE_STRIP, iCounter);
triangleStripBatch.CopyVertexData3f(vPoints);
triangleStripBatch.End();
}
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