[OpenGL]茶壶与纹理
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![[OpenGL]茶壶与纹理_第2张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/f82aa76605a54659a7b3dcff94937673.jpg)
![[OpenGL]茶壶与纹理_第3张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/72bac7171e33421fab12325f411ec28a.jpg)
纹理1 纹理2 混合纹理
读纹理图片
利用C标准库中的fopen，以二进制只读形式加载图像。
filePtr = fopen( filename , "rb" );如果把位图看作数据流的话，我们会看到它的前几位存储了关于位图的一些信息，如大小、类型、地址、色深、压缩等信息，我们把这几位信息映射到程序中位图文件头结构体以及信息头结构体中。
![[OpenGL]茶壶与纹理_第4张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/f007b7519b0149b4b627e9efb7b20a11.jpg)
加载纹理
在已经读入图片后，我们用bitmapData指针指向图片信息，然后开始纹理加载：
首先调用如下函数进行纹理与纹理存储对象的绑定：
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
接下来指定过滤方式：
//指定当前纹理的放大/缩小过滤方式
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_NEAREST);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_NEAREST);
我们注意到这里使用了两个参数：GL_TEXTURE_MAG_FILTER和GL_TEXTURE_MIN_FILTER。前者代表了待映射纹理像素少于一个纹理单元的像素时，以怎样的方式映射；后者代表了待映射纹理像素多于一个纹理单元的像素时，以怎样的方式映射。
第三个参数我们使用了GL_NEAREST和GL_LINEAR两种，前者取4个坐标上最接近待映射纹理像素的颜色，后者取坐标上带映射纹理接近像素的平均值。（曼哈顿距离）
调用以下函数可以指定纹理图片的重复。
glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D , GL_TEXTURE_WRAP_S , GL_REPEAT ); //S 方向重复glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAP_T,GL_REPEAT);//T方向重复
纹理贴图
加载好纹理并做好预处理后，我们可以把纹理和物体结合了，只要把绘制物体的函数放在中间部分即可：
glEnable( GL_TEXTURE_2D );glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[index]); //选择纹理texture[index]
glPushMatrix();
……
glPopMatrix();
glDisable(GL_TEXTURE_2D);//关闭纹理texture[index]
对于立方体，本次实验需要自己实现具体代码，纹理映射需要指出边界，所以在绘制立方体每个面时，我们都设定它的四个边界点：
glBegin(GL_QUADS);
for (i = 0; i < 6; i++) {
for (j = 0; j < 4; j++) {
glTexCoord2iv(dir[j]);//设定边界点
glVertex3fv(point[i][j]);
}
}
glEnd();
注意到实验中存在光照，所以我们有必要指定纹理和光照是什么关系，在这里我们用了如下两个参数，一个保证纹理和光照混合，一个单纯绘制纹理而不考虑光照。
glTexEnvf( GL_TEXTURE_ENV , GL_TEXTURE_ENV_MODE , GL_MODULATE ); // 设置纹理受光照影响glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV,GL_TEXTURE_ENV_MODE,GL_DECAL);//设置纹理不受光照影响
我们在绘制不同对象时调用不同的函数，这样就能实现不同的纹理与光照结合的效果。
自定义贴图
如果需要自己生成纹理贴图，我们不再停留在图形世界，而是把目光投向图像世界，也就是说，我们需要考虑生成的不是点线面，而是一个个像素点，这意味着我们最好不再使用像glrectf这样的函数来绘制。
和RGB图像一样，我们建立一个三维数组来存储图像信息，直接赋值每个像素点即可。
待生成纹理的最小单位:
![[OpenGL]茶壶与纹理_第5张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/6f772f081b7746ef952ceb394d0ab8a0.png)
当然我们的纹理图片可以是这个最小单位的若干倍。
在本次实验中，设长宽都为16个像素点。
选16这个数字是有目的的。我们可以发现这样的规律：
1.0-7 这8个数字的二进制表示中，右数第4位为0
2.8-15这8个数字的二进制表示中，右数第4位为1
所以我们得到这样的结论：x&8 == 1，坐标大于8，x&8 == 0坐标小于8.
因而，(x&8)^(y&8) = 1时，填充黑色，(x&8)^(y&8) = 0时，填充红色（反过来也可以）
通过位运算，我们只用六行就完成了这个纹理，具体见后面的代码。
纹理混合的运算
glut.h中似乎并没有纹理混合的函数，网上的资料多为opengl扩展库中的，所以在这里对两张图片的像素进行简单的运算达到混合的目的。
(注：以下代码没有给出纹理混合的部分！）
// glutEx1.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//
#include
#include
#include
#include "glut.h"
#define BITMAP_ID 0x4D42
#define Height 16
#define Width 16
GLubyte image[Height][Width][3]; // 图像数据
float fTranslate;
float fRotate;
float fScale = 1.0f; // set inital scale value to 1.0f
int status = 0;
int status2 = 1;
bool bPersp = false;
bool bAnim = false;
bool bWire = false;
int wHeight = 0;
int wWidth = 0;
GLuint texture[3];
void Draw_Leg();
// 纹理标示符数组，保存两个纹理的标示符
// 描述: 通过指针，返回filename 指定的bitmap文件中数据。
// 同时也返回bitmap信息头.（不支持-bit位图）
//读纹理图片
unsigned char *LoadBitmapFile(char *filename, BITMAPINFOHEADER *bitmapInfoHeader)
{
FILE *filePtr; // 文件指针
BITMAPFILEHEADER bitmapFileHeader; // bitmap文件头
unsigned char *bitmapImage; // bitmap图像数据
int imageIdx = 0; // 图像位置索引
unsigned char tempRGB; // 交换变量
// 以“二进制+读”模式打开文件filename
filePtr = fopen(filename, "rb");
if (filePtr == NULL) {
printf("file not open\n");
return NULL;
}
// 读入bitmap文件图
fread(&bitmapFileHeader, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, filePtr);
// 验证是否为bitmap文件
if (bitmapFileHeader.bfType != BITMAP_ID) {
fprintf(stderr, "Error in LoadBitmapFile: the file is not a bitmap file\n");
return NULL;
}
// 读入bitmap信息头
fread(bitmapInfoHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, filePtr);
// 将文件指针移至bitmap数据
fseek(filePtr, bitmapFileHeader.bfOffBits, SEEK_SET);
// 为装载图像数据创建足够的内存
bitmapImage = new unsigned char[bitmapInfoHeader->biSizeImage];
// 验证内存是否创建成功
if (!bitmapImage) {
fprintf(stderr, "Error in LoadBitmapFile: memory error\n");
return NULL;
}
// 读入bitmap图像数据
fread(bitmapImage, 1, bitmapInfoHeader->biSizeImage, filePtr);
// 确认读入成功
if (bitmapImage == NULL) {
fprintf(stderr, "Error in LoadBitmapFile: memory error\n");
return NULL;
}
//由于bitmap中保存的格式是BGR，下面交换R和B的值，得到RGB格式
for (imageIdx = 0;imageIdx < bitmapInfoHeader->biSizeImage; imageIdx += 3) {
tempRGB = bitmapImage[imageIdx];
bitmapImage[imageIdx] = bitmapImage[imageIdx + 2];
bitmapImage[imageIdx + 2] = tempRGB;
}
// 关闭bitmap图像文件
fclose(filePtr);
return bitmapImage;
}
//加载纹理的函数
void texload(int i, char *filename)
{
BITMAPINFOHEADER bitmapInfoHeader; // bitmap信息头
unsigned char* bitmapData; // 纹理数据
bitmapData = LoadBitmapFile(filename, &bitmapInfoHeader);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[i]);
// 指定当前纹理的放大/缩小过滤方式
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D,
0, //mipmap层次(通常为，表示最上层)
GL_RGB, //我们希望该纹理有红、绿、蓝数据
bitmapInfoHeader.biWidth, //纹理宽带，必须是n，若有边框+2
bitmapInfoHeader.biHeight, //纹理高度，必须是n，若有边框+2
0, //边框(0=无边框, 1=有边框)
GL_RGB, //bitmap数据的格式
GL_UNSIGNED_BYTE, //每个颜色数据的类型
bitmapData); //bitmap数据指针
}
void generateTex()
{
//生成红黑相间的图像
for (int i = 0; i < Height; i++) {
for (int j = 0; j < Width; j++) {
int x = ((i & 4 ) ^(j & 4 )) * 255;
image[i][j][0] = (GLubyte)x;
image[i][j][1] = 0;
image[i][j][2] = 0;
}
}
}
//定义纹理的函数
void init()
{
glGenTextures(3, texture); // 第一参数是需要生成标示符的个数, 第二参数是返回标示符的数组
texload(0, "Monet.bmp");
texload(1, "Crack.bmp");
// texload(3, "Spot.bmp");
//下面生成自定义纹理
generateTex();
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[2]);
glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1); //设置像素存储模式控制所读取的图像数据的行对齐方式.
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 3, Width, Height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, image);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);//放大过滤，线性过滤
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);//缩小过滤，线性过滤
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);//S方向重复
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);//T方向重复
}
void drawCube()
{
int i, j;
const GLfloat x1 = -0.5, x2 = 0.5;
const GLfloat y1 = -0.5, y2 = 0.5;
const GLfloat z1 = -0.5, z2 = 0.5;
//指定六个面的四个顶点，每个顶点用3个坐标值表示
GLfloat point[6][4][3] = {
{ { x1,y1,z1 },{ x2,y1,z1 },{ x2,y2,z1 },{ x1,y2,z1 } },
{ { x1,y1,z1 },{ x2,y1,z1 },{ x2,y1,z2 },{ x1,y1,z2 } },
{ { x2,y1,z1 },{ x2,y2,z1 },{ x2,y2,z2 },{ x2,y1,z2 } },
{ { x1,y1,z1 },{ x1,y2,z1 },{ x1,y2,z2 },{ x1,y1,z2 } },
{ { x1,y2,z1 },{ x2,y2,z1 },{ x2,y2,z2 },{ x1,y2,z2 } },
{ { x1,y1,z2 },{ x2,y1,z2 },{ x2,y2,z2 },{ x1,y2,z2 } }
};
int dir[4][2] = { {1,1},{1,0},{0,0},{0,1} };
//设置正方形绘制模式
glBegin(GL_QUADS);
for (i = 0; i < 6; i++) {
for (j = 0; j < 4; j++) {
glTexCoord2iv(dir[j]);
glVertex3fv(point[i][j]);
}
}
glEnd();
}
void Draw_Triangle() // This function draws a triangle with RGB colors
{
glEnable(GL_TEXTURE_2D);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[status]); //选择纹理texture[status]
glPushMatrix();
glTranslatef(0, 0, 4+1);
glRotatef(90, 1, 0, 0);
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);//设置纹理受光照影响
glutSolidTeapot(1);
glPopMatrix();
glDisable(GL_TEXTURE_2D); //关闭纹理texture[status]
glEnable(GL_TEXTURE_2D);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[status2]); //选择纹理texture[status2]
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_DECAL);//设置纹理不受光照影响
glPushMatrix();
glTranslatef(0, 0, 3.5);
glScalef(5, 4, 1);
drawCube();
glPopMatrix();
glPushMatrix();
glTranslatef(1.5, 1, 1.5);
Draw_Leg();
glPopMatrix();
glPushMatrix();
glTranslatef(-1.5, 1, 1.5);
Draw_Leg();
glPopMatrix();
glPushMatrix();
glTranslatef(1.5, -1, 1.5);
Draw_Leg();
glPopMatrix();
glPushMatrix();
glTranslatef(-1.5, -1, 1.5);
Draw_Leg();
glPopMatrix();
glDisable(GL_TEXTURE_2D); //关闭纹理texture[status2]
}
void Draw_Leg()
{
glScalef(1, 1, 3);
drawCube();
}
void updateView(int width, int height)
{
glViewport(0, 0, width, height);//设置视窗大小
glMatrixMode(GL_PROJECTION);//设置矩阵模式为投影
glLoadIdentity(); //初始化矩阵为单位矩阵
float whRatio = (GLfloat)width / (GLfloat)height; //设置显示比例
if (bPersp) {
gluPerspective(45.0f, whRatio, 0.1f, 100.0f); //透视投影
//glFrustum(-3, 3, -3, 3, 3,100);
}
else {
glOrtho(-3, 3, -3, 3, -100, 100); //正投影
}
glMatrixMode(GL_MODELVIEW); //设置矩阵模式为模型
}
void reshape(int width, int height)
{
if (height == 0) //如果高度为0
{
height = 1; //让高度为1（避免出现分母为0的现象）
}
wHeight = height;
wWidth = width;
updateView(wHeight, wWidth); //更新视角
}
void idle()
{
glutPostRedisplay();
}
float eye[] = {0, 0, 8};
float center[] = {0, 0, 0};
void key(unsigned char k, int x, int y)
{
switch (k)
{
case 27:
case 'q': {exit(0); break; }
case 'p': {bPersp = !bPersp; break; }
case ' ': {bAnim = !bAnim; break; }
case 'o': {bWire = !bWire; break; }
case 'a': {
eye[0] -= 0.2f;
center[0] -= 0.2f;
break;
}
case 'd': {
eye[0] += 0.2f;
center[0] += 0.2f;
break;
}
case 'w': {
eye[1] -= 0.2f;
center[1] -= 0.2f;
break;
}
case 's': {
eye[1] += 0.2f;
center[1] += 0.2f;
break;
}
case 'z': {
eye[2] -= 0.2f;
center[2] -= 0.2f;
break;
}
case 'c': {
eye[2] += 0.2f;
center[2] += 0.2f;
break;
}
case 'r': { //切换茶壶纹理
if (status == 0)status = 2;
else if (status == 2)status = 0;
break;
}
case 't': { //切换桌子纹理
/*.......*/
}
}
updateView(wHeight, wWidth);//更新视角
}
void redraw()
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);//清除颜色缓存和深度缓存
glLoadIdentity(); //初始化矩阵为单位矩阵
gluLookAt(eye[0], eye[1], eye[2],
center[0], center[1], center[2],
0, 1, 0); // 场景（0，0，0）的视点中心 (0,5,50)，Y轴向上
if (bWire) {
glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
//设置多边形绘制模式：正反面，线型
}
else {
glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);
//设置多边形绘制模式：正反面，填充
}
glEnable(GL_DEPTH_TEST);//开启深度测试
glEnable(GL_LIGHTING); //开启光照模式
GLfloat white[] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };
GLfloat light_pos[] = { 5,5,5,1 };
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_pos);//光源位置
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, white);//定义白色
glEnable(GL_LIGHT0);//开启第0号光源
glRotatef(fRotate, 0, 1.0f, 0); //旋转
glRotatef(-90, 1, 0, 0);
glScalef(0.2, 0.2, 0.2);//缩放
Draw_Triangle();//绘制场景
if (bAnim) fRotate += 0.5f;//旋转因子改变
glutSwapBuffers(); //交换缓冲区
}
int main(int argc, char *argv[])
{
glutInit(&argc, argv);//对glut的初始化
glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH | GLUT_DOUBLE);
//初始化显示模式:RGB颜色模型，深度测试，双缓冲
glutInitWindowSize(480, 480);//设置窗口大小
int windowHandle = glutCreateWindow("Simple GLUT App");//设置窗口标题
glutDisplayFunc(redraw); //注册绘制回调函数
glutReshapeFunc(reshape); //注册重绘回调函数
glutKeyboardFunc(key); //注册按键回调函数
glutIdleFunc(idle);//注册全局回调函数：空闲时调用
init(); //初始化纹理
glutMainLoop(); // glut事件处理循环
return 0;
}