OpenGL-入门-初级日地月

学习于OpenGL入门、OpenGL编程指南、gluPerspective

#include "pch.h"
#include  
#include 
#include  
#include  
const GLdouble Pi = 3.1415926536;

/*
	太阳半径69600km
	地球半径6378km
	月球半径1739km
	地球到太阳的距离约为1.5亿km=150000000km
	月亮到地球的距离约为		380000km
*/

/*修改不至于比例差距太大
	太阳半径69600000km（放大100倍）
	地球半径15945000km（放大 2500 倍）
	月球半径4345000km （放大 2500 倍）
	地球到太阳的距离约为1.5亿km=150000000km（保持不变）
	月亮到地球的距离约为	    38000000km（放大 100 倍）
*/

/*
	假设三个天体都是球体，都处于同一平面
	假设每个月都是30天，一年12个月，共有360天
	太阳中心为原点，天体轨迹所在的平面表示了 X 轴与 Y 轴决定的平面，
	且每年第一天，地球在 X 轴正方向上，月亮在地球的正 X 轴方向。 
*/

static int day = 200;

double CalFrequency() {
	static int count;     
	static double save;     
	static clock_t last, current;     
	double timegap;
	++count;     
	if (count <= 50)         
		return save;     
	count = 0;     
	last = current;     
	current = clock();     
	timegap = (current - last) / (double)CLK_TCK;     
	save = 50.0 / timegap;     
	return save;
}

void myDisplay(void) 
{
	double FPS = CalFrequency();     
	printf("FPS = %f\n", FPS);
	//glEnable(GL_DEPTH_TEST);	//启动深度测试 
	//glClear清除   GL_COLOR_BUFFER_BIT 表示清除颜色，GL_DEPTH_BUFFER_BIT表示清空深度缓冲
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
	
	/**************第一步确立可视空间*****************/
	glMatrixMode(GL_PROJECTION);//操作投影矩阵
	glLoadIdentity();	//将当前矩阵设置为单位矩阵
	//为了透视效果，使用gluPerspective设置可视空间，设定视角为75(可修改)
	//窗口大小为（400,400），所以高宽比为1.0。
	//最近可视距离为1.0。最远可视距离为200000000*2=400000000
	gluPerspective(75,1,1, 400000000);
	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
	glLoadIdentity();
	/*
		gluLookAt();前三个参数表示了观察点的位置，中间三个参数表示了观察目标的参数，
		最后三个参数表示从（0,0,0）到（x,y,z）的直线，他表示观察者认为上的方向
		观察目标设置为太阳中心，选择Z轴正方向为上方向，将地球半径取整200000000 
	*/
	gluLookAt(0, -200000000, 200000000, 0, 0,0, 0, 0, 1);
	
	/****************绘制红色的太阳**************************/
	glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);
	glutSolidSphere(69600000, 20, 20);//球体半径，薄片数值，堆数值（后面两个都是描述球体精确度的）
	
	//绘制蓝色的地球
	glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f);
	//今年已经经过的天数已知为 day，则地球转过的角度为 day/一年的天数*360 度。 前面已经假定每年都是 360 天
	// 注意地球公转是“自西向东”的，因此是饶着 Z 轴负方向进行逆时针旋转 
	glRotatef(day / 360.0*360.0, 0.0f, 0.0f, -1.0f);
	//glTranslatef(地球轨道半径, 0, 0); 
	glTranslatef(150000000, 0.0f, 0.0f);
	glutSolidSphere(15945000, 20, 20);
	
	//绘制黄色的月亮
	glColor3f(1.0f,1.0f,0.0f);
	/*
		在绘制地球是，坐标已经旋转过的，现在的旋转是在以前的基础上进行旋转的，所以要处理差值
		可以在绘制地球前用glPushMatrix保存矩阵，绘制完地球后用glPopMatrix恢复矩阵。
		再设计一个跟地球位置无关的月亮位置公式绘制月亮
	*/
	glRotatef(day / 30.0*360.0 - day / 360.0*360.0, 0.0f, 0.0f, -1.0f);     
	glTranslatef(38000000, 0.0f, 0.0f);    
	glutSolidSphere(4345000, 20, 20);

	/* OpenGL 把三维坐标中的物体绘制到二维屏幕，绘制的顺序是按照代码的顺序来进行的。
		因此 后绘制的物体会遮住先绘制的物体，即使后绘制的物体在先绘制的物体的“后面”也是如此。*/
	glFlush();
	glutSwapBuffers();
}

void myIdle(void) {     /* 新的函数，在空闲时调用，作用是把日期往后移动一天并重新绘制，达到动画效果 */     
	++day;     
	if (day >= 360)         
		day = 0;     
	myDisplay(); 
}

int main(int argc, char *argv[]) 
{
	glutInit(&argc, argv);     /*glutInit，对 GLUT 进行初始化，这个函数必须在其它的 GLUT 使用之前调用一次。 */
	glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_DOUBLE); // 设置显示方式，使用RGB颜色 GLUT_DOUBLE 双缓冲    
	glutInitWindowPosition(100, 100);     /*设置窗口在屏幕中的位置*/
	glutInitWindowSize(400, 400);     /*设置窗口的大小*/
	glutCreateWindow("太阳，地球和月亮");   // 改了窗口标题     
	glutDisplayFunc(&myDisplay);     
	glutIdleFunc(&myIdle);                   
	glutMainLoop();      /*进行一个消息循环*/
	return 0; 
} 

void gluPerspective(
GLdouble fovy, //角度
GLdouble aspect,//视景体的宽高比
GLdouble zNear,//沿z轴方向的两裁面之间的距离的近处
GLdouble zFar //沿z轴方向的两裁面之间的距离的远处
)
这个函数指定了观察的视景体（frustum为锥台的意思，通常译为视景体）在世界坐标系中的具体大小。

（1）参数fovy，指定视景体的视野的角度，以度数为单位，y轴的上下方向（Specifies the field of view angle, in degrees, in the y direction.）

（2）参数aspect，应该与窗口的宽高比大小相同。比如说，aspect=2.0表示在观察者的角度中物体的宽度是高度的两倍，在视口中宽度也是高度的两倍，这样显示出的物体才不会被扭曲。（Specifies the aspect ratio that determines the field of view in the x direction. The aspect ratio is the ratio of x (width) to y (height).）

（3）参数zNear，指定观察者到视景体的最近的裁剪面的距离（必须为正数）
（Specifies the distance from the viewer to the near clipping plane (always positive).）

（4）参数zFar，指定观察者到视景体的最远的裁剪面的距离（必须为正数）
（Specifies the distance from the viewer to the far clipping plane (always positive).）

由gluPerspective产生的矩阵是与当前矩阵与指定的矩阵相乘得到的，就好像是调用glMatrix()产生的矩阵一样。为了使透视矩阵替代当前矩阵，在调用gluPerspective之前要先调用glLoadidentity()这个函数（就是把当前矩阵s设置为单位矩阵）。