前言
在學(xué)習(xí)編程的時(shí)候我們總是通過編寫demo來加深印象产禾，本篇目的是介紹OpenGL中三角形的繪制，是一個(gè)入門級(jí)的圖形繪制，重點(diǎn)是理解圖形是如何繪制的编整。
環(huán)境配置
開發(fā)環(huán)境的配置是編寫代碼的前期準(zhǔn)備工作找御，詳細(xì)操作步驟可參考：Xcode搭建OpenGL環(huán)境
工具類
主要講述三個(gè)工具類
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著色器管理類
#include <GLShaderManager.h> 移入了GLTool 著色器管理器（shader Mananger）類元镀。沒有著色器绍填，我們就不能在OpenGL（核心框架）進(jìn)行著色。著色器管理器不僅允許我們創(chuàng)建并管理著色器栖疑，還提供一組“存儲(chǔ)著色器”讨永，他們能夠進(jìn)行一些初步?基本的渲染操作。
- 創(chuàng)建并管理著色器蔽挠；
- 提供一組存儲(chǔ)著色器住闯；
- 進(jìn)行基本的渲染操作；
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GLTools函數(shù)
#include<GLTools.h> GLTool.h頭文件包含了大部分GLTool中類似C語言的獨(dú)立函數(shù)
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GLUT靜態(tài)庫
在Mac 系統(tǒng)下澳淑，#include <GLUT/GLUT.h>
在Windows 和 Linux上比原，我們使用freeglut的靜態(tài)庫版本并且需要添加一個(gè)宏
方法函數(shù)
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void changeSize(int w,int h)
changeSiz是用于改變窗口大小的自定義函數(shù)，glViewport中有4個(gè)參數(shù)杠巡，分別是x, y, w, h量窘。其中x，y表示窗口中視圖的左下角坐標(biāo)氢拥，通常都是為0蚌铜。w，h表示窗口的寬和高嫩海，通常用像素位表示冬殃。代碼如下:
/*
在窗口大小改變時(shí)，接收新的寬度&高度叁怪。
*/
void changeSize(int w,int h) {
/*
x,y 參數(shù)代表窗口中視圖的左下角坐標(biāo)审葬，而寬度、高度是像素為表示奕谭，通常x,y 都是為0
*/
glViewport(0, 0, w, h);
}
其觸發(fā)條件是：
- 新建窗口;
- 窗口尺寸發(fā)生調(diào)整;
為什么窗口大小發(fā)生調(diào)整會(huì)觸發(fā)這個(gè)函數(shù)方法呢涣觉？原因就是在main函數(shù)方法中我們會(huì)使用glutMainLoop，其原理相當(dāng)于iOS的runloop血柳，當(dāng)窗口大小改變時(shí)官册，實(shí)時(shí)調(diào)用此方法。需要在main中通過glutReshapeFunc(函數(shù)名) 注冊(cè)為重塑函數(shù)难捌，隨著窗口大小改變而改變膝宁，使用代碼如下：
//注冊(cè)重塑函數(shù)
glutReshapeFunc(changeSize);
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void RenderScene(void)函數(shù)
RenderScene函數(shù)是將傳入的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)、顏色等通過批次容器類提交到著色器中進(jìn)行繪制渲染根吁。需要在main函數(shù)中通過glutDisplayFunc(RenderScene(函數(shù)名)) 注冊(cè)為顯示函數(shù)昆汹。此方法是自定義渲染場(chǎng)景函數(shù)，當(dāng)屏幕屏幕發(fā)生變化或者開發(fā)者駐主動(dòng)渲染會(huì)調(diào)用此函數(shù)婴栽，具體使用步驟：
- 清除一個(gè)或者一組特定的緩存區(qū)满粗；
- 設(shè)置一組浮點(diǎn)數(shù)，傳遞到存儲(chǔ)著色器愚争；
- 繪制圖形
實(shí)現(xiàn)代碼如下:
/// 渲染場(chǎng)景
void RenderScene(void) {
//1.清除一個(gè)或者一組特定的緩存區(qū)
/*
緩沖區(qū)是一塊存在圖像信息的儲(chǔ)存空間映皆，紅色挤聘、綠色、藍(lán)色和alpha分量通常一起分量通常一起作為顏色緩存區(qū)或像素緩存區(qū)引用捅彻。
OpenGL 中不止一種緩沖區(qū)（顏色緩存區(qū)组去、深度緩存區(qū)和模板緩存區(qū)）
清除緩存區(qū)對(duì)數(shù)值進(jìn)行預(yù)置
參數(shù)：指定將要清除的緩存的
GL_COLOR_BUFFER_BIT :指示當(dāng)前激活的用來進(jìn)行顏色寫入緩沖區(qū)
GL_DEPTH_BUFFER_BIT :指示深度緩存區(qū)
GL_STENCIL_BUFFER_BIT:指示模板緩沖區(qū)
*/
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT|GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
//2.設(shè)置一組浮點(diǎn)數(shù)來表示白色
GLfloat vRed[] = {1.0f,1.0f,1.0f,1.0f};
//傳遞到存儲(chǔ)著色器，即GLT_SHADER_IDENTITY著色器步淹，這個(gè)著色器只是使用指定顏色以默認(rèn)笛卡爾坐標(biāo)第在屏幕上渲染幾何圖形
//單元著色器
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_IDENTITY,vRed);
//提交著色器 (繪制)
triangleBatch.Draw();
//在開始的設(shè)置openGL 窗口的時(shí)候从隆，我們指定要一個(gè)雙緩沖區(qū)的渲染環(huán)境。這就意味著將在后臺(tái)緩沖區(qū)進(jìn)行渲染缭裆，渲染結(jié)束后交換給前臺(tái)键闺。這種方式可以防止觀察者看到可能伴隨著動(dòng)畫幀與動(dòng)畫幀之間的閃爍的渲染過程。緩沖區(qū)交換平臺(tái)將以平臺(tái)特定的方式進(jìn)行澈驼。
//將后臺(tái)緩沖區(qū)進(jìn)行渲染辛燥，然后結(jié)束后交換給前臺(tái)
glutSwapBuffers();
}
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void setupRC()函數(shù)
setupRC()函數(shù)主要用于
1.設(shè)置圖形繪制所需的顏色、頂點(diǎn)數(shù)據(jù)等并且初始化一個(gè)渲染管理器：shaderManager缝其，將這些數(shù)據(jù)傳遞到著色管理器中挎塌。
2.系統(tǒng)監(jiān)聽到數(shù)據(jù)已經(jīng)配置完成，去自動(dòng)調(diào)用OpenGL的渲染回調(diào)函數(shù)
觸發(fā)條件:
- 手動(dòng)main函數(shù)出發(fā)
具體實(shí)現(xiàn)代碼如下:
///正方形四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)
GLfloat vVerts[] = {
-blockSize,-blockSize,0.0f,
blockSize,-blockSize,0.0f,
blockSize,blockSize,0.0f,
-blockSize,blockSize,0.0f
};
/// 設(shè)置
void setupRC()
{
//設(shè)置清屏顏色（背景顏色）
glClearColor(0.98f, 0.40f, 0.7f, 1);
//沒有著色器内边，在OpenGL 核心框架中是無法進(jìn)行任何渲染的榴都。初始化一個(gè)渲染管理器。
//在前面的課程漠其，我們會(huì)采用固管線渲染嘴高，后面會(huì)學(xué)著用OpenGL著色語言來寫著色器
shaderManager.InitializeStockShaders();
//指定頂點(diǎn)
//在OpenGL中，三角形是一種基本的3D圖元繪圖原素辉懒。
// GLfloat vVerts[] = {
// -0.5f,0.0f,0.0f,
// 0.5f,0.0f,0.0f,
// 0.0f,0.5f,0.0f
// };
//連接方式 九種連接方式 GL_TRIANGLE_FAN
//GL_POINTS 每個(gè)頂點(diǎn)在屏幕上都是單獨(dú)點(diǎn)
//GL_LINES 每?對(duì)頂點(diǎn)定義?個(gè)線段;
//GL_LINE_STRIP ?個(gè)從第?個(gè)頂點(diǎn)依次經(jīng)過每?個(gè)后續(xù)頂點(diǎn)?繪制的線條
//GL_LINE_LOOP 和GL_LINE_STRIP相同,但是最后?個(gè)頂點(diǎn)和第?個(gè)頂點(diǎn)連接起來了
//GL_TRIANGLES 每3個(gè)頂點(diǎn)定義?個(gè)新的三?形
//GL_TRIANGLE_STRIP 共??個(gè)條帶(strip)上的頂點(diǎn)的?組三?形
//GL_TRIANGLE_FAN 以?個(gè)圓點(diǎn)為中?呈扇形排列,共?相鄰頂點(diǎn)的?組三?形
triangleBatch.Begin(GL_TRIANGLE_FAN, 4);
triangleBatch.CopyVertexData3f(vVerts);
triangleBatch.End();
}
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int main(int argc,char *argv[])函數(shù)
main函數(shù)是程序的入口阳惹，主要是做繪制前的準(zhǔn)備工作谍失，例如：初始化GLUT庫眶俩、初始化雙緩沖窗口，設(shè)置窗口大小和窗口標(biāo)題快鱼，設(shè)置數(shù)據(jù)颠印，啟動(dòng)glutMainLoop()類似iOS runloop的運(yùn)行循環(huán)。
實(shí)現(xiàn)的運(yùn)行流程圖如下所示：
main函數(shù)代碼如下所示:
int main(int argc,char *argv[]) {
//初始化GLUT庫,這個(gè)函數(shù)只是傳說命令參數(shù)并且初始化glut庫
glutInit(&argc, argv);
/*
初始化雙緩沖窗口抹竹，其中標(biāo)志GLUT_DOUBLE线罕、GLUT_RGBA、GLUT_DEPTH窃判、GLUT_STENCIL分別指
雙緩沖窗口钞楼、RGBA顏色模式、深度測(cè)試袄琳、模板緩沖區(qū)
--GLUT_DOUBLE`：雙緩存窗口询件，是指繪圖命令實(shí)際上是離屏緩存區(qū)執(zhí)行的燃乍，然后迅速轉(zhuǎn)換成窗口視圖，這種方式宛琅，經(jīng)常用來生成動(dòng)畫效果刻蟹；
--GLUT_DEPTH`：標(biāo)志將一個(gè)深度緩存區(qū)分配為顯示的一部分，因此我們能夠執(zhí)行深度測(cè)試嘿辟；
--GLUT_STENCIL`：確保我們也會(huì)有一個(gè)可用的模板緩存區(qū)舆瘪。
深度、模板測(cè)試后面會(huì)細(xì)致講到
*/
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE|GLUT_RGBA|GLUT_DEPTH|GLUT_STENCIL);
//GLUT窗口大小红伦、窗口標(biāo)題
glutInitWindowSize(500, 500);
glutCreateWindow("Square 標(biāo)題");
/*
GLUT 內(nèi)部運(yùn)行一個(gè)本地消息循環(huán)英古，攔截適當(dāng)?shù)南ⅰＨ缓笳{(diào)用我們不同時(shí)間注冊(cè)的回調(diào)函數(shù)色建。我們一共注冊(cè)2個(gè)回調(diào)函數(shù)：
1）為窗口改變大小而設(shè)置的一個(gè)回調(diào)函數(shù)
2）包含OpenGL 渲染的回調(diào)函數(shù)
*/
//注冊(cè)重塑函數(shù)
glutReshapeFunc(changeSize);
//注冊(cè)顯示函數(shù)
glutDisplayFunc(RenderScene);
//注冊(cè)特殊函數(shù) (鍵盤調(diào)用)
glutSpecialFunc(SpecialKeys);
/*
初始化一個(gè)GLEW庫,確保OpenGL API對(duì)程序完全可用哺呜。
在試圖做任何渲染之前，要檢查確定驅(qū)動(dòng)程序的初始化過程中沒有任何問題
*/
GLenum status = glewInit();
if (GLEW_OK != status) {
printf("GLEW Error:%s\n",glewGetErrorString(status));
return 1;
}
//設(shè)置我們的渲染環(huán)境
setupRC();
glutMainLoop();
return 0;
}
繪制效果
圖形繪制后的展示效果如圖所示:
