OpenGL 学习笔记（二）： 2D图形的绘制

2D图形绘制代码

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博主会尽量讲的详细，以最简单的说法描述整个基本过程，不过具体还是要读者自行去体会，博主所给代码已经重构过一遍，读者可以按照这个框架去改改参数，体会整个过程。（PS：该篇博客的文件及教程依然免费提供给读者）

一、项目导入

1、与OpenGL 学习笔记（一）的步骤一样，将所有文件导入新建的项目中（注：InitShader.cpp在common文件夹中）

 

二、基本过程

（一）首先当然是从main函数讲起，将main函数分为三部分来讲：

First Part：

这部分代码几乎是每次都必须要有的，注释上写的很清楚，这里就不再赘述，其实就是一系列初始化。

Second Part：

1、init()包括对顶点数组对象、顶点缓存对象的初始化，将数据拷贝到OpenGL服务端内存，读取数据、读取着色器、初始化顶点等，这部分代码基本上是固定的，差别在于自定义画图形的函数不同，比如说你自定义写个画三角形、正方形的。

2、glutDisplayFunc(display)，display是自己所写的渲染函数，在自定义画图形的函数中，我们会绑定顶点的位置（通过极坐标）及颜色，那么在渲染函数中，通过明确顶点数组中哪些顶点是哪些图形的组成，指定图形所需的顶点的连接方式、起始下标，以及顶点个数，进行对应图形的渲染。

Third Part：

这段代码是让图形不断更新，比如我们后期加入各种事件操作，其实就是让glutDisplayFunc(display)不断执行。

 

（二）接下来我们讲init()函数，这部分挺重要的，因为理解了这部分的逻辑，就大致明白了OpenGL的工作原理。

void init()
{
    vec2 vertices[TOTAL_NUM_POINTS];// 顶点
    vec3 colors[TOTAL_NUM_POINTS];// 颜色

    // 调用生成形状顶点位置的函数
    generateTrianglePoints(vertices, colors, 0);
    generateSquarePoints(vertices, colors, TRIANGLE_NUM_POINTS);
    generateCirclePoints(vertices, colors, TRIANGLE_NUM_POINTS + SQUARE_NUM_POINTS);
    generateEllipsePoints(vertices, colors, TRIANGLE_NUM_POINTS + SQUARE_NUM_POINTS + CIRCLE_NUM_POINTS);

    // 创建顶点数组对象
    GLuint vao[1];
    // 分配1个顶点数组对象
    glGenVertexArrays(1, vao);
    // 绑定顶点数组对象
    glBindVertexArray(vao[0]);

    // 创建顶点缓存对象
    GLuint buffer;
    // 分配1个顶点数组对象
    glGenBuffers(1, &buffer);
    // 绑定顶点缓存对象
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, buffer);
    // 分配数据所需的存储空间，将数据拷贝到OpenGL服务端内存
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices) + sizeof(colors), NULL, GL_STATIC_DRAW);

    // 分别读取数据
    glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, 0, sizeof(vertices), vertices);
    glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), sizeof(colors), colors);

    // 读取着色器并使用
    GLuint program = InitShader("vshader.glsl", "fshader.glsl");
    glUseProgram(program);

    // 从顶点着色器中初始化顶点的位置
    GLuint pLocation = glGetAttribLocation(program, "vPosition");
    // 启用顶点属性数组
    glEnableVertexAttribArray(pLocation);
    // 关联到顶点属性数组 (index, size, type, normalized, stride, *pointer)
    glVertexAttribPointer(pLocation, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, BUFFER_OFFSET(0));

    // 从片元着色器中初始化顶点的颜色
    GLuint cLocation = glGetAttribLocation(program, "vColor");
    glEnableVertexAttribArray(cLocation);
    glVertexAttribPointer(cLocation, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, BUFFER_OFFSET(sizeof(vertices)));

    // 设置了当前使用的清除颜色值，这里设置为黑色背景
    glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
}

（三）接下来我们讲一下绘制图形的函数

其实接下来的四个函数都是定义图形的顶点，包括顶点的位置和颜色，OpenGL是通过极坐标来定义顶点的位置，也就是以角度和极长的方式表示顶点坐标，具体体会博主所写代码。下面详细描述函数：

1.1 确定图形参数

基本参数包括颜色、点个数；

图形参数包括各种图形的大小、位置及个别默认颜色，特殊的有椭圆的长半轴和短半轴；

 

2.1 画三角形函数

   循环中通过getTriangleAngel函数得到每个点对应的角度，用sin(x)和cos(x)得到二维坐标， 然后乘以极半径（即TRIANGLE_SCALE），最后才加上位置参数TRIANGLE_CENTER，得到一个三角形，同时每个顶点的颜色都不同，实现混色渐变。

 

2.2 画嵌套正方形函数

   这里用二重循环，第一重循环for(int i=0; i

 

2.3 画圆及实现渐变色函数

  首先同样在循环中得到点的角度，通过getCircleAngel函数，组成圆上的每个点的角度都是均匀围绕圆的，用cos(x)和sin(x)得到二维坐标，乘以半径CIRCLE_RADIUS，再加上位置参数CIRCLE_CENTER得到圆。重要的部分是实现渐变色，即颜色的深度随着点的的下标均匀增大，这里我采用了红色和蓝色的混合渐变色，最后呈现出来的是紫色的渐变色。

 

2.4 生成椭圆顶点函数

  跟上述几个图形的大致过程一样，这里的点的角度仍然是采用getCircleAngel函数，唯一不同的是，根据椭圆的方程，会有一个长半轴和短半轴，即二维坐标是用（acos(x)，bsin(x)）来表示，再乘以极半径和加上位置参数，便得到了椭圆。

 

3.1 修改初始化函数init

  在init函数中调用上述编写好的初始化图形顶点的函数，其余不需改动。

 

3.2 修改渲染函数display

  指定顶点连接方式mode，图形顶点下标起点first以及该图形所需顶点数count，均调用glDrawArrays对图形进行渲染。

 

未完待续.....