OpenGL 金字塔份招、六邊形怖侦、圓環(huán)的繪制

該案例主要是對常見的圖元連接方式的運用，常見的基本圖元連接方式見常見圖元的連接方式

最終實現(xiàn)的效果如圖所示：

2251862-2704e73125622d2c-2.gif

要實現(xiàn)上面的效果挨队，我們先看一下OpenGL的繪制流程,如下圖:

int main(int argc, char* argv[])
{
    gltSetWorkingDirectory(argv[0]);
    glutInit(&argc, argv);
    //申請一個顏色緩存區(qū)谷暮、深度緩存區(qū)、雙緩存區(qū)盛垦、模板緩存區(qū)
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH | GLUT_STENCIL);
    //設置window 的尺寸
    glutInitWindowSize(800, 600);
    //創(chuàng)建window的名稱
    glutCreateWindow("GL_POINTS");
    //注冊回調(diào)函數(shù)（改變尺寸）
    glutReshapeFunc(ChangeSize);
    //點擊空格時湿弦，調(diào)用的函數(shù)
    glutKeyboardFunc(KeyPressFunc);
    //特殊鍵位函數(shù)（上下左右）
    glutSpecialFunc(SpecialKeys);
    //顯示函數(shù)
    glutDisplayFunc(RenderScene);
    
    //判斷一下是否能初始化glew庫，確保項目能正常使用OpenGL 框架
    GLenum err = glewInit();
    if (GLEW_OK != err) {
        fprintf(stderr, "GLEW Error: %s\n", glewGetErrorString(err));
        return 1;
    }
    
    //繪制
    SetupRC();
    
    //runloop運行循環(huán)
    glutMainLoop();
    return 0;
}

首先程序從main函數(shù)(設置基本參數(shù))開始運行----> changeSize函數(shù)（設置視口大小腾夯、設置投影方式）----> SetupRC函數(shù)（初始化著色器颊埃，設置管線使用模型視圖矩陣和投影矩陣、圖元數(shù)據(jù)配置）----> RenderScene函數(shù)(清空緩沖區(qū)蝶俱、使用著色器開始繪制) 班利。

在程序主運行mainLop中會繼續(xù)執(zhí)行以下函數(shù)：
——————————————————mainLoop—————————————————>
[點擊空格] [特殊鍵位] [窗口改變] [繪制信息]
| | | |
[KeyPressFunc] [SpecialKeys] [ChangeSize] [RenderScene]

changeSize函數(shù)

1、設置視口的大小
2榨呆、創(chuàng)建投影矩陣（GLFrustum viewFrustum; viewFrustum.SetPerspective(<#float fFov#>, <#float fAspect#>, <#float fNear#>, <#float fFar#>)）
fFov:視場角度罗标，fAspect；橫縱比 w/h 积蜻， fNear：近裁剪面距離 , fFar: 遠裁剪面距離
3闯割、投影視圖矩陣棧加載當前投影矩陣。
4竿拆、模型視圖矩陣載入單元矩陣

// 窗口已更改大小宙拉，或剛剛創(chuàng)建。無論哪種情況丙笋，我們都需要
// 使用窗口維度設置視口和投影矩陣.
void ChangeSize(int w, int h)
{
    glViewport(0, 0, w, h);
    //創(chuàng)建投影矩陣谢澈，并將它載入投影矩陣堆棧中
   
    viewFrustum.SetPerspective(35.0f, float(w) / float(h), 1.0f, 500.0f);
    projectionMatrix.LoadMatrix(viewFrustum.GetProjectionMatrix());
    
    //調(diào)用頂部載入單元矩陣
    modelViewMatrix.LoadIdentity();
}

SetupRC()函數(shù)

1、設置背景顏色御板。
2锥忿、著色器初始化
3、設置變換管線來使用模型視圖矩陣棧和投影視圖矩陣棧怠肋。

transformPipeline.SetMatrixStacks(modelViewMatrix, projectionMatrix);

其中敬鬓，變換管道通過get可獲得的矩陣有4種：
GetProjectionMatrix() ：投影矩陣
GetNormalMatrix() ：法線矩陣
GetModelViewMatrix() ：模型視圖矩陣，簡稱mv
GetModelViewProjectionMatrix() ：模型視圖投影矩陣，簡稱mvp

4列林、調(diào)整觀察者瑞你。（也可以調(diào)整物體）

cameraFrame.MoveForward(-15.0f);

觀察者位置的設置有三種：
void MoveForward(float fDelta) ：向外移動的像素點，修改z
void MoveUp(float fDelta) ：向上移動的像素點希痴，修改y
void MoveRight(float fDelta) ：向右移動的像素點者甲，修改x
5、初始化相應的圖元信息砌创，并提交到相應的批次類虏缸。

// 此函數(shù)在呈現(xiàn)上下文中進行任何必要的初始化。.
// 這是第一次做任何與opengl相關(guān)的任務嫩实。
void SetupRC()
{
    // 灰色的背景
    glClearColor(0.7f, 0.7f, 0.7f, 1.0f );
    shaderManager.InitializeStockShaders();
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    //設置變換管線以使用兩個矩陣堆棧
    transformPipeline.SetMatrixStacks(modelViewMatrix, projectionMatrix);
    cameraFrame.MoveForward(-15.0f);
    
    /*
     常見函數(shù)：
     void GLBatch::Begin(GLenum primitive,GLuint nVerts,GLuint nTextureUnits = 0);
      參數(shù)1：表示使用的圖元
      參數(shù)2：頂點數(shù)
      參數(shù)3：紋理坐標（可選）
     
     //負責頂點坐標
     void GLBatch::CopyVertexData3f(GLFloat *vNorms);
     
     //結(jié)束刽辙，表示已經(jīng)完成數(shù)據(jù)復制工作
     void GLBatch::End(void);
     
     
     */
    //定義一些點，三角形形狀甲献。
   
    GLfloat vCoast[9] = {
        3,3,0,0,3,0,3,0,0
        
    };
    
    //用點的形式
    pointBatch.Begin(GL_POINTS, 3);
    pointBatch.CopyVertexData3f(vCoast);
    pointBatch.End();
    
    //通過線的形式
    lineBatch.Begin(GL_LINES, 3);
    lineBatch.CopyVertexData3f(vCoast);
    lineBatch.End();
    
    //通過線段的形式
    lineStripBatch.Begin(GL_LINE_STRIP, 3);
    lineStripBatch.CopyVertexData3f(vCoast);
    lineStripBatch.End();
    
    //通過線環(huán)的形式
    lineLoopBatch.Begin(GL_LINE_LOOP, 3);
    lineLoopBatch.CopyVertexData3f(vCoast);
    lineLoopBatch.End();
    
//    通過三角形創(chuàng)建金字塔
    GLfloat vPyramid[12][3] = {
        -2.0f, 0.0f, -2.0f,
        2.0f, 0.0f, -2.0f,
        0.0f, 4.0f, 0.0f,

        2.0f, 0.0f, -2.0f,
        2.0f, 0.0f, 2.0f,
        0.0f, 4.0f, 0.0f,

        2.0f, 0.0f, 2.0f,
        -2.0f, 0.0f, 2.0f,
        0.0f, 4.0f, 0.0f,

        -2.0f, 0.0f, 2.0f,
        -2.0f, 0.0f, -2.0f,
        0.0f, 4.0f, 0.0f
        
    };

//    GLfloat vPyramid[12][3] = {
//        -4.0f, 0.0f, -4.0f,
//        4.0f, 0.0f, -4.0f,
//        0.0f, 8.0f, 0.0f,
//
//        4.0f, 0.0f, -4.0f,
//        4.0f, 0.0f, 4.0f,
//        0.0f, 8.0f, 0.0f,
//
//        4.0f, 0.0f, 4.0f,
//        -4.0f, 0.0f, 4.0f,
//        0.0f, 8.0f, 0.0f,
//
//        -4.0f, 0.0f, 4.0f,
//        -4.0f, 0.0f, -4.0f,
//        0.0f, 8.0f, 0.0f};
    
    //GL_TRIANGLES 每3個頂點定義一個新的三角形
    triangleBatch.Begin(GL_TRIANGLES, 12);
    triangleBatch.CopyVertexData3f(vPyramid);
    triangleBatch.End();
    
    
    // 三角形扇形--六邊形
    GLfloat vPoints[100][3];    
    int nVerts = 0;
    //半徑
    GLfloat r = 3.0f;
    //原點(x,y,z) = (0,0,0);
    vPoints[nVerts][0] = 0.0f;
    vPoints[nVerts][1] = 0.0f;
    vPoints[nVerts][2] = 0.0f;
    
    
    //M3D_2PI 就是2Pi 的意思宰缤，就一個圓的意思。 繪制圓形
    for(GLfloat angle = 0; angle < M3D_2PI; angle += M3D_2PI / 6.0f) {
        
        //數(shù)組下標自增（每自增1次就表示一個頂點）
        nVerts++;
        /*
         弧長=半徑*角度,這里的角度是弧度制,不是平時的角度制
         既然知道了cos值,那么角度=arccos,求一個反三角函數(shù)就行了
         */
        //x點坐標 cos(angle) * 半徑
        vPoints[nVerts][0] = float(cos(angle)) * r;
        //y點坐標 sin(angle) * 半徑
        vPoints[nVerts][1] = float(sin(angle)) * r;
        //z點的坐標
        vPoints[nVerts][2] = -0.5f;
    }
    
    // 結(jié)束扇形 前面一共繪制7個頂點（包括圓心）
    //添加閉合的終點
    //課程添加演示：屏蔽177-180行代碼晃洒，并把繪制節(jié)點改為7.則三角形扇形是無法閉合的慨灭。
    nVerts++;
    vPoints[nVerts][0] = r;
    vPoints[nVerts][1] = 0;
    vPoints[nVerts][2] = 0.0f;
    
    // 加載！
    //GL_TRIANGLE_FAN 以一個圓心為中心呈扇形排列球及，共用相鄰頂點的一組三角形
    triangleFanBatch.Begin(GL_TRIANGLE_FAN, 8);
    triangleFanBatch.CopyVertexData3f(vPoints);
    triangleFanBatch.End();
    
    //三角形條帶氧骤，一個小環(huán)或圓柱段
    //頂點下標
    int iCounter = 0;
    //半徑
    GLfloat radius = 3.0f;
    //從0度~360度，以0.3弧度為步長
    for(GLfloat angle = 0.0f; angle <= (2.0f*M3D_PI); angle += 0.3f)
    {
        //或許圓形的頂點的X,Y
        GLfloat x = radius * sin(angle);
        GLfloat y = radius * cos(angle);
        
        //繪制2個三角形（他們的x,y頂點一樣吃引，只是z點不一樣）
        vPoints[iCounter][0] = x;
        vPoints[iCounter][1] = y;
        vPoints[iCounter][2] = -0.5;
        iCounter++;
        
        vPoints[iCounter][0] = x;
        vPoints[iCounter][1] = y;
        vPoints[iCounter][2] = 0.5;
        iCounter++;
    }
    
    // 關(guān)閉循環(huán)
    printf("三角形帶的頂點數(shù)：%d\n",iCounter);
    //結(jié)束循環(huán)筹陵，在循環(huán)位置生成2個三角形
    vPoints[iCounter][0] = vPoints[0][0];
    vPoints[iCounter][1] = vPoints[0][1];
    vPoints[iCounter][2] = -0.5;
    iCounter++;
    
    vPoints[iCounter][0] = vPoints[1][0];
    vPoints[iCounter][1] = vPoints[1][1];
    vPoints[iCounter][2] = 0.5;
    iCounter++;
    
    // GL_TRIANGLE_STRIP 共用一個條帶（strip）上的頂點的一組三角形
    triangleStripBatch.Begin(GL_TRIANGLE_STRIP, iCounter);
    triangleStripBatch.CopyVertexData3f(vPoints);
    triangleStripBatch.End();
}

RenderScene函數(shù)

我們通過glutDisplayFunc函數(shù)自己注冊的渲染函數(shù)。
1镊尺、清空緩沖區(qū)朦佩。
2、模型視圖矩陣堆棧壓棧鹅心、將獲得的模型矩陣和視圖矩陣依次壓棧（該矩陣與取出的堆棧頂部矩陣相乘然后壓入堆棧）
3吕粗、通過變換管線獲得模型視圖矩陣來配置著色器纺荧。
4旭愧、根據(jù)一些參數(shù)來更改繪制圖元的樣式進行繪制。
5宙暇、模型視圖矩陣堆棧出棧（恢復初始值输枯，用完即恢復）
6、進行緩沖區(qū)交換

// 召喚場景
void RenderScene(void)
{
    // Clear the window with current clearing color
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
   
    //壓棧
    modelViewMatrix.PushMatrix();
    M3DMatrix44f mCamera;
    cameraFrame.GetCameraMatrix(mCamera);

    //矩陣乘以矩陣堆棧的頂部矩陣占贫，相乘的結(jié)果隨后簡存儲在堆棧的頂部
    modelViewMatrix.MultMatrix(mCamera);
    
    M3DMatrix44f mObjectFrame;
    //只要使用 GetMatrix 函數(shù)就可以獲取矩陣堆棧頂部的值桃熄，這個函數(shù)可以進行2次重載。用來使用GLShaderManager 的使用型奥⊥眨或者是獲取頂部矩陣的頂點副本數(shù)據(jù)
    objectFrame.GetMatrix(mObjectFrame);
    
    //矩陣乘以矩陣堆棧的頂部矩陣碉京，相乘的結(jié)果隨后簡存儲在堆棧的頂部
    modelViewMatrix.MultMatrix(mObjectFrame);
    
    /* GLShaderManager 中的Uniform 值——平面著色器
     參數(shù)1：平面著色器
     參數(shù)2：運行為幾何圖形變換指定一個 4 * 4變換矩陣
     --transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix() 獲取的
     GetMatrix函數(shù)就可以獲得矩陣堆棧頂部的值
     參數(shù)3：顏色值（黑色）
     */
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), vBlack);
    
    switch(nStep) {
        case 0:
            //設置點的大小
            glPointSize(4.0f);
            pointBatch.Draw();
            glPointSize(1.0f);
            break;
        case 1:
            //設置線的寬度
            glLineWidth(2.0f);
            lineBatch.Draw();
            glLineWidth(1.0f);
            break;
        case 2:
            glLineWidth(2.0f);
            lineStripBatch.Draw();
            glLineWidth(1.0f);
            break;
        case 3:
            glLineWidth(2.0f);
            lineLoopBatch.Draw();
            glLineWidth(1.0f);
            break;
        case 4:
            DrawWireFramedBatch(&triangleBatch);
            break;
        case 5:
            DrawWireFramedBatch(&triangleStripBatch);
            break;
        case 6:
            DrawWireFramedBatch(&triangleFanBatch);
            break;
    }
    
    //還原到以前的模型視圖矩陣（單位矩陣）
    modelViewMatrix.PopMatrix();
    
    // 進行緩沖區(qū)交換
    glutSwapBuffers();
}

SpecialKeys函數(shù)

我們自己注冊的特殊鍵位函數(shù)

/特殊鍵位處理（上、下螟深、左谐宙、右移動）
void SpecialKeys(int key, int x, int y)
{
    
    if(key == GLUT_KEY_UP)
        //圍繞一個指定的X,Y,Z軸旋轉(zhuǎn)。
        objectFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(-5.0f), 1.0f, 0.0f, 0.0f);
    
    if(key == GLUT_KEY_DOWN)
        objectFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(5.0f), 1.0f, 0.0f, 0.0f);
    
    if(key == GLUT_KEY_LEFT)
        objectFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(-5.0f), 0.0f, 1.0f, 0.0f);
    
    if(key == GLUT_KEY_RIGHT)
        objectFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(5.0f), 0.0f, 1.0f, 0.0f);
    
    glutPostRedisplay();
}

KeyPressFunc函數(shù)

我們自己注冊的空格鍵位函數(shù)用來更改繪制的圖形

//根據(jù)空格次數(shù)界弧。切換不同的“窗口名稱”
void KeyPressFunc(unsigned char key, int x, int y)
{
    if(key == 32)
    {
        nStep++;
        
        if(nStep > 6)
            nStep = 0;
    }
    
    switch(nStep)
    {
        case 0:
            glutSetWindowTitle("GL_POINTS");
            break;
        case 1:
            glutSetWindowTitle("GL_LINES");
            break;
        case 2:
            glutSetWindowTitle("GL_LINE_STRIP");
            break;
        case 3:
            glutSetWindowTitle("GL_LINE_LOOP");
            break;
        case 4:
            glutSetWindowTitle("GL_TRIANGLES");
            break;
        case 5:
            glutSetWindowTitle("GL_TRIANGLE_STRIP");
            break;
        case 6:
            glutSetWindowTitle("GL_TRIANGLE_FAN");
            break;
    }
    
    glutPostRedisplay();
}

在繪制金字塔凡蜻、圓環(huán)、扇形的過程中分別使用了對應的批次類（triangleBatch垢箕、triangleStripBatch划栓、triangleFanBatch）進行繪制即可，但是為了更好的體現(xiàn)出效果条获，我們可以在圖形上加上描邊忠荞。

/*------------畫綠色部分----------------*/
    /* GLShaderManager 中的Uniform 值——平面著色器
     參數(shù)1：平面著色器
     參數(shù)2：運行為幾何圖形變換指定一個 4 * 4變換矩陣
          --transformPipeline 變換管線（指定了2個矩陣堆棧）
     參數(shù)3：顏色值
    */
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), vGreen);
    pBatch->Draw();
    
    /*-----------邊框部分-------------------*/
    /*
        glEnable(GLenum mode); 用于啟用各種功能。功能由參數(shù)決定
        參數(shù)列表：http://blog.csdn.net/augusdi/article/details/23747081
        注意：glEnable() 不能寫在glBegin() 和 glEnd()中間
        GL_POLYGON_OFFSET_LINE  根據(jù)函數(shù)glPolygonOffset的設置帅掘，啟用線的深度偏移
        GL_LINE_SMOOTH          執(zhí)行后钻洒，過慮線點的鋸齒
        GL_BLEND                啟用顏色混合。例如實現(xiàn)半透明效果
        GL_DEPTH_TEST           啟用深度測試 根據(jù)坐標的遠近自動隱藏被遮住的圖形（材料
     
     
        glDisable(GLenum mode); 用于關(guān)閉指定的功能 功能由參數(shù)決定
     
     */
    
    //畫黑色邊框
    glPolygonOffset(-1.0f, -1.0f);// 偏移深度锄开，在同一位置要繪制填充和邊線素标，會產(chǎn)生z沖突，所以要偏移
    glEnable(GL_POLYGON_OFFSET_LINE);
    
    // 畫反鋸齒萍悴，讓黑邊好看些
    glEnable(GL_LINE_SMOOTH);
    
    //混合
    glEnable(GL_BLEND);
    glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
    
    //繪制線框幾何黑色版 三種模式头遭，實心，邊框癣诱，點计维，可以作用在正面，背面撕予，或者兩面
    //通過調(diào)用glPolygonMode將多邊形正面或者背面設為線框模式鲫惶，實現(xiàn)線框渲染
    glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
    //設置線條寬度
    glLineWidth(2.5f);
    
    /* GLShaderManager 中的Uniform 值——平面著色器
     參數(shù)1：平面著色器
     參數(shù)2：運行為幾何圖形變換指定一個 4 * 4變換矩陣
         --transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix() 獲取的
          GetMatrix函數(shù)就可以獲得矩陣堆棧頂部的值
     參數(shù)3：顏色值（黑色）
     */
    
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), vBlack);
    pBatch->Draw();

    // 復原原本的設置
    //通過調(diào)用glPolygonMode將多邊形正面或者背面設為全部填充模式
    glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);
    glDisable(GL_POLYGON_OFFSET_LINE);
    glLineWidth(1.0f);
    glDisable(GL_BLEND);
    glDisable(GL_LINE_SMOOTH);

OpenGL 金字塔抹估、六邊形、圓環(huán)的繪制

OpenGL 金字塔弄兜、六邊形药蜻、圓環(huán)的繪制