使⽤固定存储着⾊器渲染正⽅形,并通过键盘移动

基于上一篇的《使用固定存储着色器渲染三角形》，使用固定存储着色器渲染一个正方形并能移动，在main.cpp编写如下代码并详细注释：

/*
 着色器管理器（shader Mananger）类。没有着色器，我们就不能在OpenGL（核心框架）进行着色。着色器管理器不仅允许我们创建并管理着色器，还提供一组“存储着色器”，它们能够进行一些初步的基本渲染操作。
*/
#include "GLShaderManager.h"
/*
 GLTool包含一个用于操作矩阵和向量的3D数学库，有一些有用并且可重用的函数，所有程序员在编写几乎所有的OpenGL时都要用到它们。
*/
#include "GLTools.h"
/*
 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
*/
#include <GLUT/GLUT.h>


//定义一个，着色管理器
GLShaderManager shaderManager;

//简单的批次容器，是GLTools的一个简单的容器类。
GLBatch triangleBatch;

//blockSize 边长
GLfloat blockSize = 0.1f;

//正方形的 ABCD 4个点坐标
GLfloat vVerts[] = {
    -blockSize,-blockSize,0.0f,
    blockSize,-blockSize,0.0f,
    blockSize,blockSize,0.0f,
    -blockSize,blockSize,0.0f
};

/*
 changeSize 函数:⾃定义函数。通过glutReshaperFunc(函数名)注册为重塑函数。当屏幕⼤⼩发⽣变化/或者第⼀次创建窗⼝时,会调⽤该函数调整窗⼝⼤⼩/视⼝⼤⼩。
 */
void changeSize(int w,int h)
{
    /*
     x,y 参数代表窗口中视图的左下角坐标，而宽度、高度是像素为表示，通常x,y 都是为0
    */
    glViewport(0, 0, w, h);
}

/*
 RenderScene 函数:⾃定义函数.通过glutDisplayFunc(函数名)注册为显示渲染函数.当屏幕发⽣变化/或者开发者主动渲染会调⽤此函数,⽤来实现数据->渲染过程
 */
void RenderScene(void)
{
    //清除一个或者一组特定的缓存区
    /*
     缓冲区是一块存在图像信息的储存空间，红色、绿色、蓝色和alpha分量通常一起分量通常一起作为颜色缓存区或像素缓存区引用。
     OpenGL 中不止一种缓冲区（颜色缓存区、深度缓存区和模板缓存区）
      清除缓存区对数值进行预置
     参数：指定将要清除的缓存的
     GL_COLOR_BUFFER_BIT :指示当前激活的用来进行颜色写入缓冲区
     GL_DEPTH_BUFFER_BIT :指示深度缓存区
     GL_STENCIL_BUFFER_BIT:指示模板缓冲区
     */
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT|GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
    
    //设置一组浮点数来表示红色
    GLfloat vRed[] = {1.0,0.0,0.0,1.0f};
    
    //传递到存储着色器，即GLT_SHADER_IDENTITY着色器，这个着色器只是使用指定颜色以默认笛卡尔坐标第在屏幕上渲染几何图形
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_IDENTITY,vRed);
    
    //提交着色器
    triangleBatch.Draw();
    
    //在开始的设置openGL 窗口的时候，我们指定要一个双缓冲区的渲染环境。这就意味着将在后台缓冲区进行渲染，渲染结束后交换给前台。这种方式可以防止观察者看到可能伴随着动画帧与动画帧之间的闪烁的渲染过程。缓冲区交换平台将以平台特定的方式进行。
    //将后台缓冲区进行渲染，然后结束后交换给前台
    glutSwapBuffers();
}

/*
 setupRC 函数: ⾃定义函数,设置你需要渲染的图形的相关顶点数据/颜⾊数据等数据装备⼯作
 */
void setupRC()
{
    //设置背景颜色
     glClearColor(0.94f, 0.45f, 0.4f, 1);
    
    //没有着色器，在OpenGL 核心框架中是无法进行任何渲染的。初始化一个渲染管理器。
    //这里采用固定管线渲染
    shaderManager.InitializeStockShaders();

    //指定顶点
    //在OpenGL中，三角形是一种基本的3D图元绘图原素。
//    GLfloat vVerts[] = {
//        -0.5f,0.0f,0.0f,
//         0.5f,0.0f,0.0f,
//         0.0f,0.5f,0.0f
//    };

    //修改为GL_TRIANGLE_FAN ，4个顶点
    triangleBatch.Begin(GL_TRIANGLE_FAN, 4);
    triangleBatch.CopyVertexData3f(vVerts);
    triangleBatch.End();
}

void SpecialKeys(int key, int x, int y)
{
    //移动步长
    GLfloat stepSize = 0.025f;
    
    //相对移动顶点D
    GLfloat blockX = vVerts[9];
    GLfloat blockY = vVerts[10];
    
    /*
     根据键盘标记判断,此时正⽅形移动⽅向(上下左右);然后根据⽅向,调整相对移动坐标(blockX/blockY)值
     */
    if (key == GLUT_KEY_UP)
    {
        blockY += stepSize;
    }
    
    if (key == GLUT_KEY_DOWN)
    {
        blockY -= stepSize;
    }
    
    if (key == GLUT_KEY_LEFT)
    {
        blockX -= stepSize;
    }
    
    if (key == GLUT_KEY_RIGHT)
    {
        blockX += stepSize;
    }
    
    //触碰到边界（4个边界）的处理
    
    //当正方形移动超过最左边的时候
    if (blockX < -1.0f)
    {
        blockX = -1.0f;
    }
    
    //当正方形移动到最右边时
    //1.0 - blockSize * 2 = 总边长 - 正方形的边长 = 最左边点的位置
    if (blockX > (1.0 - blockSize * 2))
    {
        blockX = 1.0 - blockSize * 2;
    }
    
    //当正方形移动到最下面时
    //-1.0 + blockSize * 2 = Y（负轴边界） + 正方形边长 = 最下面点的位置
    if (blockY < (-1.0 + blockSize * 2))
    {
        blockY = -1.0 + blockSize * 2;
    }
    
    //当正方形移动到最上面时
    if (blockY > 1.0f)
    {
        blockY = 1.0f;
    }
    
    //根据相对顶点D,计算出ABCD每个顶点坐标值,并更新顶点坐标数组
    vVerts[0] = blockX;
    vVerts[1] = blockY - blockSize * 2;
    
    vVerts[3] = blockX + blockSize * 2;
    vVerts[4] = blockY - blockSize * 2;
    
    vVerts[6] = blockX + blockSize * 2;;
    vVerts[7] = blockY;
    
    vVerts[9] = blockX;
    vVerts[10] = blockY;
    
    //将顶点数组通过GLBatch帮助类将顶点传输到存储着⾊器中
    triangleBatch.CopyVertexData3f(vVerts);
    
    //⼿动触发重新渲染
    glutPostRedisplay();
}

/*
 main 函数: 程序⼊⼝.OpenGL 是⾯向过程编程.所以你会发现利⽤OpenGL处理图形/图像都是链式形式.以及基于OpenGL封装的图像处理框架也是链式编程
 */
int main(int argc,char *argv[])
{
    //初始化GLUT库,这个函数只是传入命令参数并且初始化glut库
    glutInit(&argc, argv);
    
    /*
     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。
     */
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE|GLUT_RGBA|GLUT_DEPTH|GLUT_STENCIL);
    
    //GLUT窗口大小、窗口标题
    glutInitWindowSize(800, 800);
    glutCreateWindow("jnewjxs");
    
    /*
     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);
    
    //注册特殊函数
    glutSpecialFunc(SpecialKeys);
    
    /*
     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;
    }
    
    //设置数据
    setupRC();
    
    //类似于iOS runloop 运⾏循环
    glutMainLoop();
    
    return 0;
}

运行效果如下，可以使用键盘移动： 正方形.png