ArchieOpenGL基础教程第九课：光照和键盘
参考Nehe教程第7课
在上节基础上继续。
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这一课我会教您如何使用三种不同的纹理滤波方式。教您如何使用键盘来移动场景中的对象，还会教您在OpenGL场景中应用简单的光照。这一课包含了很多内容，如果您对前面的课程有疑问的话，先回头复习一下。进入后面的代码之前，很好的理解基础知识十分重要。
程序开始，我们先加上几个新的变量。
下面几行是新的。我们增加一个布尔变量。 m_bLight 变量跟踪光照是否打开。
BOOL m_bLight;// 光源的开/关现在设置5个变量来控制绕x轴和y轴旋转角度的步长，以及绕x轴和y轴的旋转速度。另外还创建了一个m_fZ来控制进入屏幕深处的距离。
GLfloat m_fXRot;//X旋转 GLfloat m_fYRot; GLfloat m_fZRot; GLfloat m_fXSpeed;// X 旋转速度 GLfloat m_fYSpeed;// Y 旋转速度
GLfloat m_fZ; // 深入屏幕的距离初始化View
COpenglbaseView::COpenglbaseView()
{
// TODO: add construction code here
m_hRC=NULL;
m_pDC=NULL;
m_fRotQuadrangle=20.0f;
m_fRotTriangle=7.0f;
m_fXRot=20.0f;
m_fYRot=10.0f;
m_fZRot=1.0f;
m_fXSpeed=1.0f;
m_fYSpeed=1.0f;
m_fZ=-5.0f; // 深入屏幕的距离
}
三种纹理滤波方式
m_nFilter 变量跟踪显示时所采用的纹理类型。
第一种纹理(texture 0) 使用gl_nearest(不光滑)滤波方式构建。
第二种纹理 (texture 1) 使用gl_linear(线性滤波) 方式，离屏幕越近的图像看起来就越光滑。
第三种纹理 (texture 2) 使用 mipmapped滤波方式,这将创建一个外观十分优秀的纹理。
根据我们的使用类型，m_nFilter 变量的值分别等于 0, 1 或 2 。下面我们从第一种纹理开始。
GLuint texture[3] 为三种不同纹理分配储存空间。它们分别位于在 texture[0], texture[1] 和 texture[2]中。
int m_nFilter;//纹理滤波方式
GLuint texture[3]; // 保存3个纹理标志
m_nFilter=0;
现在载入一个位图，并用它创建三种不同的纹理。这一课使用glaux辅助库来载入位图，因此在编译时您应该确认是否包含了glaux库。
这段代码调用前面的代码载入位图，并将其转换成3个纹理。Status 变量跟踪纹理是否已载入并被创建了。
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//加载纹理
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
int COpenglbaseView::LoadGLTextures()
{
int Status=FALSE;
AUX_RGBImageRec *TextureImage[1]; // 创建保存1个纹理的数据结构
memset(TextureImage,0,sizeof(void *)*1); // 初始化
if (TextureImage[0]=LoadBMP("Data/logo.bmp")) // 加载纹理0
{
Status=TRUE;
glGenTextures(3, &texture[0]); // 创建3个纹理，纹理存放首地址为&texture[0]
//创建 Nearest 滤波贴图.我们在 MIN 和 MAG 时都采用了GL_NEAREST,你可以混合使用 GL_NEAREST 和 GL_LINEAR.MIN_FILTER在图像绘制时小于贴图的原始尺寸时采用。MAG_FILTER在图像绘制时大于贴图的原始尺寸时采用。
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[0]);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_NEAREST);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_NEAREST);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 3, TextureImage[0]->sizeX, TextureImage[0]->sizeY,
0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, TextureImage[0]->data);
// 创建线性滤波纹理
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[1]);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 3, TextureImage[0]->sizeX, TextureImage[0]->sizeY, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, TextureImage[0]->data);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/* 下面是创建纹理的新方法Mipmapping!
您可能会注意到当图像在屏幕上变得很小的时候，很多细节将会丢失。刚才还很不错的图案变得很难看。
当您告诉OpenGL创建一个 mipmapped的纹理后，OpenGL将尝试创建不同尺寸的高质量纹理。
当您向屏幕绘制一个 mipmapped纹理的时候，OpenGL将选择它已经创建的外观最佳的纹理(带有更多细节)来绘制，
而不仅仅是缩放原先的图像(这将导致细节丢失)。
我曾经说过有办法可以绕过OpenGL对纹理宽度和高度所加的限制——64、128、256，等等。办法就是 gluBuild2DMipmaps。
据我的发现，您可以使用任意的位图来创建纹理。OpenGL将自动将它缩放到正常的大小。
因为是第三个纹理，我们将它存到texture[2]。这样本课中的三个纹理全都创建好了。
*/
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 创建 MipMapped 纹理
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[2]);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/*下面一行生成 mipmapped 纹理。我们使用三种颜色(红，绿，蓝)来生成一个2D纹理。
TextureImage[0]->sizeX 是位图宽度，extureImage[0]->sizeY 是位图高度，GL_RGB意味着我们依次使用RGB色彩。
GL_UNSIGNED_BYTE 意味着纹理数据的单位是字节。TextureImage[0]->data指向我们创建纹理所用的位图。
*/
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
}
if (TextureImage[0]) // 纹理是否存在
{
if (TextureImage[0]->data) // 纹理图像是否存在
{
free(TextureImage[0]->data); // 释放纹理图像占用的内存
}
free(TextureImage[0]); // 释放图像结构
}
return Status;
}
载入纹理
接着应该载入纹理并初始化OpenGL设置了。myInit()函数的第一行使用上面的代码载入纹理。创建纹理之后，我们调用
glEnable(GL_TEXTURE_2D)启用2D纹理映射。阴影模式设为平滑阴影( smooth shading ）。背景色设为黑色，我们启用深度测试，然后我们启用优化透视计算。
光照设置及光源设置
现在开始设置光源。下面一行设置环境光的发光量，光源light1开始发光。这一课的开始处我们我们将环境光的发光量存放在LightAmbient数组中。现在我们就使用此数组(半亮度环境光)。在int InitGL(GLvoid)函数中添加下面的代码。
void COpenglbaseView::SetLight()
{
// Lights properties
float ambientProperties[] = {0.7f, 0.7f, 0.7f, 1.0f};// 环境光参数
float diffuseProperties[] = {0.8f, 0.8f, 0.8f, 1.0f};// 漫射光参数
float specularProperties[] = {1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};
GLfloat position[] = {0.0f, 0.0f, 2.0f, 1.0f}; // 光源位置
glLightfv( GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambientProperties);
glLightfv( GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuseProperties);
glLightfv( GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, specularProperties);
glLightfv( GL_LIGHT0, GL_POSITION, position);//设置光源参数，v表示参数用矢量形式position被设定
// 最后，我们启用0号光源。我们还没有启用GL_LIGHTING，所以您看不见任何光线。
//记住：只对光源进行设置、定位、甚至启用，光源都不会工作。除非我们启用GL_LIGHTING。
glEnable(GL_LIGHT0);
glLightModelf(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, 1.0);
// back material
float MatAmbientBack[] = {0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f};
glMaterialfv(GL_BACK,GL_AMBIENT,MatAmbientBack);
// SetMaterial(m_glMat[0],false);
float ambient[] = {0.0f,0.0f,0.0f,1.0f};
float diffuse[] = {0.0f,0.0f,0.0f,1.0f};
float specular[] = {0.0f,0.0f,0.0f,1.0f};
float emission[] = {0.3f,0.3f,0.3f,1.0f};
float shininess[] = {0.0f};
// Change
// if(string == "Silver")
{
// Ambient
ambient[0] = 0.19225f;
ambient[1] = 0.19225f;
ambient[2] = 0.19225f;
ambient[3] = 1.0f;
// Diffuse
diffuse[0] = 0.50754f;
diffuse[1] = 0.50754f;
diffuse[2] = 0.50754f;
diffuse[3] = 1.0f;
// Specular
specular[0] = 0.508273f;
specular[1] = 0.508273f;
specular[2] = 0.508273f;
specular[3] = 1.0f;
// Shininess
shininess[0] = 51.2f;
}
// apply
glMaterialfv( GL_FRONT, GL_AMBIENT, ambient);
glMaterialfv( GL_FRONT, GL_DIFFUSE, diffuse);
glMaterialfv( GL_FRONT, GL_SPECULAR, specular);
glMaterialfv( GL_FRONT, GL_SHININESS, shininess);
glMaterialfv( GL_FRONT, GL_EMISSION, emission);
}
下一段代码绘制贴图立方体。
绘制立方体
BOOL COpenglbaseView::RenderScene()
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // 清除屏幕及深度缓存
glLoadIdentity(); // 重置当前的模型观察矩阵
下三行代码放置并旋转贴图立方体。
glTranslatef(0.0f,0.0f,z)将立方体沿着Z轴移动m_fZ单位。
glRotatef(m_fXRot,1.0f,0.0f,0.0f);将立方体绕X轴旋转m_fXRot。
glRotatef(m_fYRot,0.0f,1.0f,0.0f);将立方体绕Y轴旋转m_fYRot。
glRotatef(m_fXRot,1.0f,0.0f,0.0f); // 绕X轴旋转 glRotatef(m_fYRot,0.0f,1.0f,0.0f); // 绕Y轴旋转 glRotatef(m_fZRot,0.0f,0.0f,1.0f); // 绕Z轴旋转
下一行我们绑定的纹理是texture[m_nFilter]，而不是上一课中的texture[0]。任何时候，我们按下F键，m_nFilter的值就会增加。如果这个数值大于2，变量filter 将被重置为0。程序初始时，变量m_nFilter的值也将设为0。使用变量m_nFilter我们就可以选择三种纹理中的任意一种。
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[m_nFilter]); // 选择纹理
glBegin(GL_QUADS);
glNormal3f是这一课的新东西。Normal就是法线的意思，所谓法线是指经过面(多边形）上的一点且垂直于这个面(多边形)的直线。使用光源的时候必须指定一条法线。法线告诉OpenGL这个多边形的朝向，并指明多边形的正面和背面。如果没有指定法线，什么怪事情都可能发生：不该照亮的面被照亮了，多边形的背面也被照亮....。对了，法线应该指向多边形的外侧。
看着木箱的前面您会注意到法线与Z轴正向同向。这意味着法线正指向观察者－您自己。这正是我们所希望的。对于木箱的背面，也正如我们所要的，法线背对着观察者。如果立方体沿着X或Y轴转个180度的话，前侧面的法线仍然朝着观察者，背面的法线也还是背对着观察者。换句话说，不管是哪个面，只要它朝着观察者这个面的法线就指向观察者。由于光源紧邻观察者，任何时候法线对着观察者时，这个面就会被照亮。并且法线越朝着光源，就显得越亮一些。如果您把观察点放到立方体内部，你就会法线里面一片漆黑。因为法线是向外指的。如果立方体内部没有光源的话，当然是一片漆黑。
// 前侧面 glNormal3f( 0.0f, 0.0f, 1.0f); // 法线指向观察者 glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); // 纹理和四边形的左下 glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); // 纹理和四边形的右下 glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 纹理和四边形的右上 glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); // 纹理和四边形的左上 // 后侧面 glNormal3f( 0.0f, 0.0f,-1.0f); // 法线背向观察者 glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); // 纹理和四边形的右下 glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); // 纹理和四边形的右上 glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f); // 纹理和四边形的左上 glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f); // 纹理和四边形的左下 // 顶面 glNormal3f( 0.0f, 1.0f, 0.0f); // 法线向上 glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); // 纹理和四边形的左上 glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); // 纹理和四边形的左下 glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 纹理和四边形的右下 glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f); // 纹理和四边形的右上 // 底面 glNormal3f( 0.0f,-1.0f, 0.0f); // 法线朝下 glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); // 纹理和四边形的右上 glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f); // 纹理和四边形的左上 glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); // 纹理和四边形的左下 glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); // 纹理和四边形的右下 // 右侧面 glNormal3f( 1.0f, 0.0f, 0.0f); // 法线朝右 glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f); // 纹理和四边形的右下 glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f); // 纹理和四边形的右上 glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 纹理和四边形的左上 glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); // 纹理和四边形的左下 // 左侧面 glNormal3f(-1.0f, 0.0f, 0.0f); // 法线朝左 glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); // 纹理和四边形的左下 glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); // 纹理和四边形的右下 glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); // 纹理和四边形的右上 glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); // 纹理和四边形的左上 glEnd();
两行代码将m_fXRot和m_fYRot的旋转值分别增加m_fXSpeed和m_fYSpeed个单位。m_fXSpeed和m_fYSpeed的值越大，立方体转得就越快。
m_fXRot+=m_fXSpeed; // X 轴旋转 m_fYRot+=m_fYSpeed; // Y 轴旋转-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
现在转入OnDraw()主函数。我们将在这里增加开关光源、旋转木箱、切换过滤方式以及将木箱移近移远的控制代码。
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光照控制
现在转入OnDraw()函数，判断是否开启了光照
void COpenglbaseView::OnDraw(CDC* pDC)
{
COpenglbaseDoc* pDoc = GetDocument();
ASSERT_VALID(pDoc);
// TODO: add draw code for native data here
if(m_bLight) {
glEnable(GL_LIGHTING);//用当前光参数计算颜色值
glEnable(GL_LIGHT0);
}
else {
glDisable(GL_LIGHTING);
glDisable(GL_LIGHT0);
}
检查按键消息OnKeyDown
代码将检查L键是否按下，切换光照开关。Nehe设置了两个变量来判断L是否按下是为了防止L键被按住后，这段代码被反复执行，并导致窗体不停闪烁。这里仅有m_bLight。
void COpenglbaseView::OnKeyDown(UINT nChar, UINT nRepCnt, UINT nFlags)
{
switch(nChar)
{
case VK_ESCAPE:
//获取主框架窗口指针(app文件openbase.cpp包含了mainfrm.h)
CMainFrame * pFrame=(CMainFrame*)AfxGetApp()->m_pMainWnd;
//调用主窗口类的自定义函数EndFullScreen，退出全屏显示状态
pFrame->EndFullScreen();
Invalidate();
break;
//灯光控制
case 'L':
m_bLight=!m_bLight;
Invalidate();
break;
}
CView::OnKeyDown(nChar, nRepCnt, nFlags);
}
最终为
void COpenglbaseView::OnKeyDown(UINT nChar, UINT nRepCnt, UINT nFlags)
{
switch(nChar)
{
case VK_ESCAPE:
{
//获取主框架窗口指针(app文件openbase.cpp包含了mainfrm.h)
CMainFrame * pFrame=(CMainFrame*)AfxGetApp()->m_pMainWnd;
//调用主窗口类的自定义函数EndFullScreen，退出全屏显示状态
pFrame->EndFullScreen();
Invalidate();
break;
}
//灯光控制
case 'L':
{
m_bLight=!m_bLight;
Invalidate();
break;
}
//滤波方式
case 'F':
{
m_nFilter++;
if (m_nFilter>2)
{
m_nFilter=0;
}
Invalidate();
break;
}
case VK_PRIOR: // PageUp按下了?
{
m_fZ-=0.02f; // 若按下，将木箱移向屏幕内部
}
Invalidate();
break;
//接着四行检查PageDown键是否按下，若是的话，增加z变量的值。
case VK_NEXT: // PageDown按下了么
{
m_fZ+=0.02f; // 若按下的话，将木箱移向观察者
}
Invalidate();
break;
//现在检查方向键。
case VK_UP: // Up方向键按下了么?
{
m_fXSpeed-=0.01f; // 若是,减少xspeed
}
Invalidate();
break;
case VK_DOWN: // Down方向键按下了么?
{
m_fXSpeed+=0.01f; // 若是,增加xspeed
}
Invalidate();
break;
case VK_RIGHT: // Right方向键按下了么?
{
m_fYSpeed+=0.01f; // 若是,增加yspeed
}
Invalidate();
break;
case VK_LEFT: // Left方向键按下了么?
{
m_fYSpeed-=0.01f; // 若是, 减少yspeed
}
Invalidate();
break;
}
CView::OnKeyDown(nChar, nRepCnt, nFlags);
}初始化
m_fXSpeed=1.0f; m_fYSpeed=1.0f;
奇怪，每次按键都会出现闪烁呢，需要把Invalidate参数改为FALSE
void COpenglbaseView::OnKeyDown(UINT nChar, UINT nRepCnt, UINT nFlags)
{
switch(nChar)
{
case VK_ESCAPE:
{
//获取主框架窗口指针(app文件openbase.cpp包含了mainfrm.h)
CMainFrame * pFrame=(CMainFrame*)AfxGetApp()->m_pMainWnd;
//调用主窗口类的自定义函数EndFullScreen，退出全屏显示状态
pFrame->EndFullScreen();
Invalidate(FALSE);
break;
}
//灯光控制
case 'L':
{
m_bLight=!m_bLight;
Invalidate(FALSE);
break;
}
//滤波方式
case 'F':
{
m_nFilter++;
if (m_nFilter>2)
{
m_nFilter=0;
}
Invalidate(FALSE);
break;
}
case VK_PRIOR: // PageUp按下了?
{
m_fZ-=0.02f; // 若按下，将木箱移向屏幕内部
}
Invalidate(FALSE);
break;
//接着四行检查PageDown键是否按下，若是的话，增加z变量的值。
case VK_NEXT: // PageDown按下了么
{
m_fZ+=0.02f; // 若按下的话，将木箱移向观察者
}
Invalidate(FALSE);
break;
//现在检查方向键。
case VK_UP: // Up方向键按下了么?
{
m_fXSpeed-=0.01f; // 若是,减少xspeed
}
Invalidate(FALSE);
break;
case VK_DOWN: // Down方向键按下了么?
{
m_fXSpeed+=0.01f; // 若是,增加xspeed
}
Invalidate(FALSE);
break;
case VK_RIGHT: // Right方向键按下了么?
{
m_fYSpeed+=0.01f; // 若是,增加yspeed
}
Invalidate(FALSE);
break;
case VK_LEFT: // Left方向键按下了么?
{
m_fYSpeed-=0.01f; // 若是, 减少yspeed
}
Invalidate(FALSE);
break;
}
CView::OnKeyDown(nChar, nRepCnt, nFlags);
}
http://download.csdn.net/detail/whucv/4756840