OpenGL绘制正方形并用键盘移动

准备工作：

在OpenGL中，基本图形元素如点、线、折线和多边形都是由一个或多个顶点所定义。OpenGL的7种基本图元：

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OpenGL绘制正方形与OpenGL绘制三角形类似，主要是setupRC方法中设置渲染环境时有区别, 在 triangleBatch.Begin(GL_TRIANGLE_FAN, 4)方法中设置绘制的图元样式，GL_TRIANGLE_FAN图元的枚举类型，4:顶点的个数。

void setupRC()
{
    //设置清屏颜色（背景颜色）
    glClearColor(0.98f, 0.40f, 0.7f, 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。
    //在前面的课程，我们会采用固管线渲染，后面会学着用OpenGL着色语言来写着色器
    shaderManager.InitializeStockShaders();
   
    //修改为GL_TRIANGLE_FAN ，4个顶点
    triangleBatch.Begin(GL_TRIANGLE_FAN, 4);
    triangleBatch.CopyVertexData3f(vVerts);
    triangleBatch.End();
}

正方形绘制过程中代码的执行流程图如下：

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想要通过键盘移动正方形，需要注册SpecialKeys()方法，在点击键盘方向键，系统会自动调用该方法，所以在该方法中通过参数key判断移动方向实现对应移动逻辑即可。通过键盘移动正方形有两种方式：

一、通过计算图形的顶点来移动

这种方式对于处理不规则图形会比较复杂

void SpecialKeys(int key, int x, int y){
    
    GLfloat stepSize = 0.025f;
    
    GLfloat blockX = vVerts[0];
    GLfloat blockY = vVerts[10];
     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;
    }
    //边界检测，根据顶点移动的位置，判断图形是否超出边界
    
    //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 = 1.0f - blockSize * 2;
    }
    
    //-1.0 - blockSize * 2 = Y（负轴边界） - 正方形边长 = 最下面点的位置
    if (blockY < -1.0f + blockSize * 2 ) {
        blockY = -1.0f + blockSize * 2;
    }
        //当正方形移动到最上面时
    if (blockY > 1.0f) {
        blockY = 1.0f;
    }
    printf("blockX = %f\n",blockX);
    printf("blockY = %f\n",blockY);
    
    // Recalculate vertex positions
    vVerts[0] = blockX;
    vVerts[1] = blockY - blockSize*2;
    printf("(%f,%f)\n",vVerts[0],vVerts[1]);
    
    vVerts[3] = blockX + blockSize*2;
    vVerts[4] = blockY - blockSize*2;
    printf("(%f,%f)\n",vVerts[3],vVerts[4]);
    
    vVerts[6] = blockX + blockSize*2;
    vVerts[7] = blockY;
    printf("(%f,%f)\n",vVerts[6],vVerts[7]);
    
    vVerts[9] = blockX;
    vVerts[10] = blockY;
    printf("(%f,%f)\n",vVerts[9],vVerts[10]);
    
    triangleBatch.CopyVertexData3f(vVerts);
    //强制开启渲染刷新，调用RenderScene方法
    glutPostRedisplay();
}

二、通过矩阵移动图形

其原理跟通过顶点移动相同，只是通过计算中心点的移动距离，通过矩阵函数整体计算。
同样的在SpecialKeys（）方法中计算移动距离及做边界检测

void SpecialKeys(int key, int x, int y){
    
    GLfloat stepSize = 0.025f;
    if (key == GLUT_KEY_UP) {
        yPos += stepSize;
    }
    if (key == GLUT_KEY_DOWN) {
        yPos -= stepSize;
    }
    if (key == GLUT_KEY_LEFT) {
        xPos -= stepSize;
    }
    if (key == GLUT_KEY_RIGHT) {
        xPos += stepSize;
    }
    //碰撞检测
    if (xPos < (-1.0f + blockSize)) {
        xPos = -1.0f + blockSize;
    }
    if (xPos > (1.0f - blockSize)) {
        xPos = 1.0f - blockSize;
    }
    if (yPos < (-1.0f + blockSize)) {
        yPos = -1.0f + blockSize;
    }
    if (yPos > (1.0f - blockSize)) {
        yPos = 1.0f - blockSize;
    }
    glutPostRedisplay();
}

与通过计算顶点移动图形的方式相比，通过矩阵移动图形，需要在刷新方法RenderScene（）中设置矩阵的计算方式

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT|GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
    
    GLfloat vRed[] = {1.0f,0.0f,0.0f,0.0f};
       
    //生成平移矩阵、 
    M3DMatrix44f mTransfromMatrix;
    m3dTranslationMatrix44(mTransfromMatrix, xPos, yPos, 0.0f);
    //计算移动后的矩阵计算及过，放到平面着色器中绘制
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT,mFinalTransform,vRed);
    triangleBatch.Draw();
    //执行交换缓存区
    glutSwapBuffers();

关于缓冲区的理解，在OpenGL专业名词解析13条中有详细介绍,同时涉及到图片撕裂，掉帧等现象的原因及解决办法。

完整demo