OpenGL_Qt学习笔记之_03(平面图形的着色和旋转)

       

　　在这一节中主要简单介绍下怎样给平面几何着色,以及怎样让绘制出来的几何图形旋转起来。在上一节OpenGL_Qt学习笔记之_02(绘制简单平面几何图形) 中已经介绍了如何利用opengl画一些简单的图像，那么这一节就在上面的基础上给它着色，且让他旋转。

 

     实验基础

     首先来看着色，其实着色在上篇文章中已经用过，使用的是函数glColor3f()。一旦我们使用这个函数着色后且不更改颜色，则后面所绘的图形都是这个颜色了。我们给多边形着色时，表面上看都是给它的顶点着色，其实因为我们在initializeGL()函数中已经设置过glShapeModel(GL_SMOOTH)，即颜色阴影是平滑模式。所以当我们给顶点设置后颜色后，其所构成的多边形内部就会按照一定规律自动填充颜色，且是平滑过渡。

     下面来看看旋转，首先是要了解opengl的一个三维空间，如下图所示：

　　

 

     如果是按照X轴旋转的话，就是图中的指向视点那个轴了，NeHe教程中把沿x轴旋转比作成一台台钜，锯片中心的轴从左至右摆放，尖利的锯齿绕着X轴狂转，看起来要么向上转，要么向下转。把Y轴旋转比喻成巨大的龙卷风过程，龙卷风的中心从地面指向天空，垃圾和碎片围着Y轴从左向右或是从右向左狂转不止。把z轴旋转比喻成从正前方看着一台工作着的风扇。风扇的叶片绕着Z轴顺时针或逆时针狂转。这个比喻很形象。

     其实大家凭想象都能想出来是怎么转的，这里不再罗嗦了。Opengl中关于旋转使用的是函数：

　　glRotatef( Angle, Xvector, Yvector, Zvector )

     Angle 通常是个变量代表对象转过的角度。 Xvector , Yvector 和 Zvector 三个参数则共同决定旋转轴的方向。比如(1,0,0)所描述的矢量经过X坐标轴的1个单位处并且方向向右。(-1,0,0)所描述的矢量经过X坐标轴的1个单位处，但方向向左。

 

     实验说明

     我在给圆着色时，每次给一个顶点赋值一种颜色，因为画圆是用三角形来逼近的，所以有很多顶点，且我这里给的顶点的颜色是随机赋值的，随机函数用的是Qt中自带的qrand(),

qrand()%10表示产生0~9之间的整数，因此(GLfloat)(qrand()%10)/10则表示0.0~0.9之间的小数。

     在我这次试验中同样要注意，因为屏幕大小本身就2个单位的长和宽，所以设置旋转的轴时取值要适当，否则很难观察到旋转的效果。

 

     实验结果

     着色结果：

　　

 

     旋转时截取的一张图效果：

　　

     旋转的时候为了看到效果，可以不断改变窗口的大小，让GLWidget这个类不断执行paintGL()函数，实现重绘来看旋转效果。

 

     实验主要部分代码及解释(附录有工程code下载链接地址)。

     glwidget.cpp：

#include "glwidget.h"
#include "ui_glwidget.h"

#include 
#include 
#include 

#define GL_PI 3.1415926
#define GL_RADIUX  0.2f

GLWidget::GLWidget(QGLWidget *parent) :
    QGLWidget(parent),
    ui(new Ui::GLWidget)
{
  //  setWindowTitle("The Opengl for Qt Framework");
    ui->setupUi(this);
    fullscreen = false;
    triangle_rotate = 0.0;
    quads_rotate = 0.0;
    circle_rotate = 0.0;
}

//这是对虚函数，这里是重写该函数
void GLWidget::initializeGL()
{
    setGeometry(300, 150, 500, 500);//设置窗口初始位置和大小
    glShadeModel(GL_SMOOTH);//设置阴影平滑模式
    glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);//改变窗口的背景颜色，不过我这里貌似设置后并没有什么效果
    glClearDepth(1.0);//设置深度缓存
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);//允许深度测试
    glDepthFunc(GL_LEQUAL);//设置深度测试类型
    glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);//进行透视校正
}

void GLWidget::paintGL()
{

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); //glClear()函数在这里就是对initializeGL()函数
                                                        //中设置的颜色和缓存深度等起作用
    glLoadIdentity();//重置当前的模型观察矩阵,该句执行完后，将焦点移动到了屏幕的中心

    /*下面几句代码是用来画三角形的,以glBegin()开始，glEnd()结束；glVertex3f为给定一个3维的顶点，坐标值为浮点型*/
    glTranslatef(-0.3, 0.3, -0.6);
    glRotatef(triangle_rotate, 0.2, 0.2, 0.0);//设置旋转的角度，这里为了观察，同时沿x轴和y轴做了旋转
    glBegin(GL_TRIANGLES);//GL_TRIANGLES代表为画三角形
    glVertex3f(0.0f, 0.2f, 0.0f);//上顶点坐标
    glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
    glVertex3f(-0.2f, -0.2f, 0.0f);//左下角坐标
    glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
    glVertex3f(0.2f, -0.2f, 0.0f);//右下角坐标
    glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);
    glEnd();//结束画完
    triangle_rotate += 0.05;  //为了看到动态效果，这里每次刷新后旋转的角度都加0.05

    glLoadIdentity();//重新焦点定位，同样是屏幕的中心
    glTranslatef(0.3f,0.3f,0.0f); // 向x轴正方向移动0.3个单位
    glRotatef(quads_rotate, 0.0, 0.2, 0.2);
    glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);//颜色设置放在这个地方，对下面的顶点设置都是有效的

    /*下面开始绘制四边形*/
    glBegin(GL_QUADS);
    glVertex3f(-0.2f, 0.2f, 0.0f); // 左上顶点
    glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
    glVertex3f( 0.2f, 0.2f, 0.0f); // 右上顶点
    glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
    glVertex3f( 0.2f, -0.2f, 0.0f); // 右下顶点
    glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);
    glVertex3f(-0.2f, -0.2f, 0.0f); // 左下顶点
    glColor3f(1.0f, 0.2f, 0.8f);
    glEnd(); // 四边形绘制结束
    quads_rotate += 0.05;

    glLoadIdentity();
    glTranslatef(0.0f, -0.3f, 0.0f);
    glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);
    glRotatef(circle_rotate, 0.2, 0.0, 0.2);

    /*这里用连续的三角形面积来逼近圆的面积实现圆周的画法*/
    GLint circle_points = 100, i = 0;
    glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
    for(int i = 0; i < circle_points; i++ )
    {
        double angle = 2*GL_PI*i/circle_points;
        //qrand()%10为产生0~10的整数，这里的颜色是随机产生的
        glColor3f((GLfloat)(qrand()%10)/10, (GLfloat)(qrand()%10)/10, (GLfloat)(qrand()%10)/10);
        glVertex3f(GL_RADIUX*cos(angle), GL_RADIUX*sin(angle), 0);
    }
    glEnd();
    circle_rotate += 0.05;

}

//该程序是设置opengl场景透视图，程序中至少被执行一次(程序启动时).
void GLWidget::resizeGL(int width, int height)
{
    if(0 == height)
        height = 1;//防止一条边为0
    glViewport(0, 0, (GLint)width, (GLint)height);//重置当前视口，本身不是重置窗口的，只不过是这里被Qt给封装好了
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);//选择投影矩阵
    glLoadIdentity();//重置选择好的投影矩阵
   // gluPerspective(45.0, (GLfloat)width/(GLfloat)height, 0.1, 100.0);//建立透视投影矩阵
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();


}
void GLWidget::keyPressEvent(QKeyEvent *e)
{
    switch(e->key())
    {
        //F1键为全屏和普通屏显示切换键
        case Qt::Key_F1:
            fullscreen = !fullscreen;
            if(fullscreen)
                showFullScreen();
            else
            {
                setGeometry(300, 150, 500, 500);
                showNormal();
            }
            updateGL();
            break;
        //Ese为退出程序键
        case Qt::Key_Escape:
            close();
    }
}

GLWidget::~GLWidget()
{
    delete ui;
}

       

 

     总结：opengl中实现平面图形的着色和旋转，实现起来比较简单，只需要对对应的函数赋即可。

 

　  参考资料：

　  http://nehe.gamedev.net/ 

　  http://www.owlei.com/DancingWind/

　  http://blog.csdn.net/qp120291570/article/details/7853513

 

     附录：

     实验工程code下载。