OpenGL(七) OpenGL综合学习——大球、小球公转自转

我们先来看看具体效果

运行效果

setupRC函数

该函数主要是数据初始化，包括顶点、纹理等。

// 初始化
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
shaderManager.InitializeStockShaders();

// 开启深度测试
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glEnable(GL_CULL_FACE);

// 大球数据
gltMakeSphere(toursBatch, 0.4, 40, 80);
// 小球数据
gltMakeSphere(sphereBatch, 0.1, 26, 13);


//6.设置地板顶点数据&地板纹理（4个顶点）
GLfloat texSize = 10.0f;
floorBatch.Begin(GL_TRIANGLE_FAN, 4, 1);
floorBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 0.0f);
floorBatch.Vertex3f(-20.f, -0.41f, 20.0f);

floorBatch.MultiTexCoord2f(0, texSize, 0.0f);
floorBatch.Vertex3f(20.0f, -0.41f, 20.f);

floorBatch.MultiTexCoord2f(0, texSize, texSize);
floorBatch.Vertex3f(20.0f, -0.41f, -20.0f);

floorBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, texSize);
floorBatch.Vertex3f(-20.0f, -0.41f, -20.0f);
floorBatch.End();


//6. 随机位置放置小球球
for (int i = 0; i < NUM_SPHERES; i++) {
    
    //y轴不变，X,Z产生随机值
    GLfloat x = ((GLfloat)((rand() % 400) - 200 ) * 0.1f);
    GLfloat z = ((GLfloat)((rand() % 400) - 200 ) * 0.1f);
    
    //在y方向，将球体设置为0.0的位置，这使得它们看起来是飘浮在眼睛的高度
    //对spheres数组中的每一个顶点，设置顶点数据
    spheres[i].SetOrigin(x, 0.0f, z);
}


// 分配纹理对象
glGenTextures(3, uiTextures);

// 绑定纹理
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, uiTextures[0]);
loadTGATexture("Marble.tga", GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR, GL_LINEAR, GL_REPEAT); // 加载纹理
//
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, uiTextures[1]);
loadTGATexture("marslike.tga", GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR, GL_LINEAR, GL_CLAMP_TO_EDGE);

glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, uiTextures[2]);
loadTGATexture("moonLike.tga", GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR, GL_LINEAR, GL_CLAMP_TO_EDGE);

由于使用了3种纹理，因此传入的纹理个数为3，并传入纹理数组

glGenTextures(3, uiTextures);

loadTGATexture函数

主要是将TGA文件从内存中读取出来，加载为2D纹理数据。

大致步骤:

• 读取纹理 -- gltReadTGABits
• 设置纹理参数（S和T的环绕模式、放大/缩小的过滤方式） -- glTexParameteri
• 载入纹理 -- glTexImage2D
• 释放
• 加载Mip

// 读取TGA纹理数据
bool loadTGATexture(const char *fileName, GLenum minFilter, GLenum magFilter, GLenum wrapMode) {
    GLbyte *pBits;
    int nWidth;
    int nHeight;
    int nComponents;
    GLenum eFormat;
    
    // 读取纹理数据
    pBits = gltReadTGABits(fileName, &nWidth, &nHeight, &nComponents, &eFormat);
    if (pBits == NULL) {
        return false;
    }
    
    // 设置纹理参数
    // 参数1：纹理维度
    // 参数2：为S/T坐标设置模式
    // 参数3：环绕模式
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, wrapMode);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, wrapMode);
    
    // 参数1：纹理维度
    // 参数2：线性过滤
    // 参数3：环绕模式
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, minFilter);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, magFilter);
    
    
    // 载入纹理
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_COMPRESSED_RGB, nWidth, nHeight, 0, eFormat, GL_UNSIGNED_BYTE, pBits);
    
    // 释放
    free(pBits);
    
    
    //
    if (minFilter == GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR ||
        minFilter == GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST ||
        minFilter == GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR ||
        minFilter == GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST) {
        glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
    }
    
    return true;
}

renderScene函数

主要是做绘制的工作。

流程如下:

image.png

// 绘制
void renderScene() {
    
    static CStopWatch rotTimer;
    float yRot = rotTimer.GetElapsedSeconds() * 60.0;
    
    // 清除颜色缓冲区和深度缓冲区
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    
    // 压栈
    modelViewMatrix.PushMatrix();
    
    
    // 观察者
    M3DMatrix44f mCamera;
    cameraFrame.GetCameraMatrix(mCamera);
    modelViewMatrix.MultMatrix(mCamera);
    
    
    
    // 绑定地面纹理
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, uiTextures[0]);
    
    
    
    // 画地板
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_MODULATE, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), vFloorColor, 0);
    floorBatch.Draw();
    
    
    drawSomething(yRot);
    
    modelViewMatrix.PopMatrix(); // 出栈
    
    
    
    glutSwapBuffers();
    glutPostRedisplay();
}

drawSomething函数

主要是对大球，小球绘制的封装。

包含以下4部分操作:

• 初始化：光源位置和漫反射颜色
• 绘制多个静态小球
• 绘制大球
• 绘制公转小球

void drawSomething(GLfloat yRot) {
    //1.定义光源位置&漫反射颜色
    static GLfloat vWhite[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};
    static GLfloat vLightPos[] = { 0.0f, 3.0f, 0.0f, 1.0f};
    
    // 绘制悬浮小球
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, uiTextures[2]);
    for(int i = 0; i < NUM_SPHERES; i++) {
        modelViewMatrix.PushMatrix();
        modelViewMatrix.MultMatrix(spheres[i]);
        shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_POINT_LIGHT_DIFF,
                                     modelViewMatrix.GetMatrix(),
                                     transformPipeline.GetProjectionMatrix(),
                                     vLightPos,
                                     vWhite,
                                     0);
        sphereBatch.Draw();
        modelViewMatrix.PopMatrix();
    }
    
    // 绘制大球
    modelViewMatrix.Translate(0.0f, 0.2f, -2.5f);
    modelViewMatrix.PushMatrix();
    modelViewMatrix.Rotate(yRot, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, uiTextures[1]);
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_POINT_LIGHT_DIFF,
                                 modelViewMatrix.GetMatrix(),
                                 transformPipeline.GetProjectionMatrix(),
                                 vLightPos,
                                 vWhite,
                                 0);
    toursBatch.Draw();
    modelViewMatrix.PopMatrix();
    
    // 绘制公转小球（公转自转)
    modelViewMatrix.PushMatrix();
    modelViewMatrix.Rotate(yRot * -2.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
    modelViewMatrix.Translate(0.8f, 0.0f, 0.0f);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, uiTextures[2]);
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_POINT_LIGHT_DIFF,
                                 modelViewMatrix.GetMatrix(),
                                 transformPipeline.GetProjectionMatrix(),
                                 vLightPos,
                                 vWhite,
                                 0);
    sphereBatch.Draw();
    modelViewMatrix.PopMatrix();
}

Demo