OpenGL使用紋理繪制金字塔

在前面的例子中我們繪制過金字塔重荠，但是我們填充的顏色是綠色的如下圖：

金字塔

今天我們將要在金字塔各個面上使用紋理繪制上相應(yīng)的像素?cái)?shù)據(jù)，如下圖：

紋理填充金字塔

這次我們將要用到上節(jié)講的紋理相關(guān)APi了条篷。
首先看下執(zhí)行流程：

main函數(shù)——>SetupRC函數(shù)——>LoadTGATexture函數(shù)——>MakePyramid函數(shù)——>ChangeSize函數(shù)——>RenderScene函數(shù)——>ShutdownRC函數(shù)

在我們控制旋轉(zhuǎn)或者別的操作的時候會多次調(diào)用RenderScene函數(shù)來重新渲染：
簡單說下幾個函數(shù)的作用

main：這個不用多說侮叮，程序入口

int main(int argc, char* argv[])
{
    gltSetWorkingDirectory(argv[0]);
    
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH | GLUT_STENCIL);
    glutInitWindowSize(800, 600);
    glutCreateWindow("Pyramid");
    glutReshapeFunc(ChangeSize);
    glutSpecialFunc(SpecialKeys);
    glutDisplayFunc(RenderScene);
    
    GLenum err = glewInit();
    if (GLEW_OK != err) {
        fprintf(stderr, "GLEW Error: %s\n", glewGetErrorString(err));
        return 1;
    }
    
    
    SetupRC();
    
    glutMainLoop();
    
    ShutdownRC();
    
    return 0;
}

SetupRC：初始化數(shù)據(jù)

Void SetupRC()
{
    //1.
    glClearColor(0.7f, 0.7f, 0.7f, 1.0f );
    shaderManager.InitializeStockShaders();
    
    //2.
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    
    //3.
    //分配紋理對象 參數(shù)1:紋理對象個數(shù)，參數(shù)2:紋理對象指針
    glGenTextures(1, &textureID);
    
    //綁定紋理狀態(tài) 參數(shù)1：紋理狀態(tài)2D 參數(shù)2：紋理對象
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID);
    
    //將TGA文件加載為2D紋理寡润。
    //參數(shù)1：紋理文件名稱
    //參數(shù)2&參數(shù)3：需要縮小&放大的過濾器
    //參數(shù)4：紋理坐標(biāo)環(huán)繞模式
    LoadTGATexture("stone.tga", GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST, GL_LINEAR, GL_CLAMP_TO_EDGE);
    
    //4.創(chuàng)造金字塔pyramidBatch
    MakePyramid(pyramidBatch);
    
    //5.
    /**相機(jī)frame MoveForward(平移)
    參數(shù)1：Z我注，深度（屏幕到圖形的Z軸距離）
     */
    cameraFrame.MoveForward(-10);
}

LoadTGATexture：加載紋理

// 將TGA文件加載為2D紋理按咒。
bool LoadTGATexture(const char *szFileName, GLenum minFilter, GLenum magFilter, GLenum wrapMode)
{
    GLbyte *pBits;
    int nWidth, nHeight, nComponents;
    GLenum eFormat;
    
    //1、讀紋理位但骨，讀取像素
    //參數(shù)1：紋理文件名稱
    //參數(shù)2：文件寬度地址
    //參數(shù)3：文件高度地址
    //參數(shù)4：文件組件地址
    //參數(shù)5：文件格式地址
    //返回值：pBits,指向圖像數(shù)據(jù)的指針
    
    pBits = gltReadTGABits(szFileName, &nWidth, &nHeight, &nComponents, &eFormat);
    if(pBits == NULL)
        return false;
    
    //2励七、設(shè)置紋理參數(shù)
    //參數(shù)1：紋理維度
    //參數(shù)2：為S/T坐標(biāo)設(shè)置模式
    //參數(shù)3：wrapMode,環(huán)繞模式
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, wrapMode);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, wrapMode);
    
    //參數(shù)1：紋理維度
    //參數(shù)2：線性過濾
    //參數(shù)3: 縮小/放大過濾方式.
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, minFilter);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, magFilter);
    

    //3.載入紋理
    //參數(shù)1：紋理維度
    //參數(shù)2：mip貼圖層次
    //參數(shù)3：紋理單元存儲的顏色成分（從讀取像素圖是獲得）
    //參數(shù)4：加載紋理寬
    //參數(shù)5：加載紋理高
    //參數(shù)6：加載紋理的深度
    //參數(shù)7：像素?cái)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型（GL_UNSIGNED_BYTE智袭，每個顏色分量都是一個8位無符號整數(shù)）
    //參數(shù)8：指向紋理圖像數(shù)據(jù)的指針
    
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, nComponents, nWidth, nHeight, 0,
                 eFormat, GL_UNSIGNED_BYTE, pBits);
    
    //使用完畢釋放pBits
    free(pBits);
    
    //只有minFilter 等于以下四種模式，才可以生成Mip貼圖
    //GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST具有非常好的性能掠抬，并且閃爍現(xiàn)象非常弱
    //GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST常常用于對游戲進(jìn)行加速吼野，它使用了高質(zhì)量的線性過濾器
    //GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR 和GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR 過濾器在Mip層之間執(zhí)行了一些額外的插值，以消除他們之間的過濾痕跡两波。
    //GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR 三線性Mip貼圖瞳步。紋理過濾的黃金準(zhǔn)則，具有最高的精度腰奋。
    if(minFilter == GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR ||
       minFilter == GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST ||
       minFilter == GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR ||
       minFilter == GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST)
    //4.紋理生成所有的Mip層
    //參數(shù)：GL_TEXTURE_1D单起、GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D
    glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
 
    return true;
}

MakePyramid：設(shè)置金字塔頂點(diǎn)數(shù)據(jù)及紋理坐標(biāo)

//繪制金字塔
void MakePyramid(GLBatch& pyramidBatch)
{
    /*1劣坊、通過pyramidBatch組建三角形批次
      參數(shù)1：類型
      參數(shù)2：頂點(diǎn)數(shù)
      參數(shù)3：這個批次中將會應(yīng)用1個紋理
      注意：如果不寫這個參數(shù)馏臭，默認(rèn)為0。
     */
    pyramidBatch.Begin(GL_TRIANGLES, 18, 1);
    
    /***前情導(dǎo)入
     
     2)設(shè)置紋理坐標(biāo)
     void MultiTexCoord2f(GLuint texture, GLclampf s, GLclampf t);
     參數(shù)1：texture讼稚，紋理層次，對于使用存儲著色器來進(jìn)行渲染绕沈，設(shè)置為0
     參數(shù)2：s：對應(yīng)頂點(diǎn)坐標(biāo)中的x坐標(biāo)
     參數(shù)3：t:對應(yīng)頂點(diǎn)坐標(biāo)中的y
     (s,t,r,q對應(yīng)頂點(diǎn)坐標(biāo)的x,y,z,w)
     
     pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0,s,t);
     
     3)void Vertex3f(GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z);
      void Vertex3fv(M3DVector3f vVertex);
     向三角形批次類添加頂點(diǎn)數(shù)據(jù)(x,y,z);
      pyramidBatch.Vertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);
    
     */
    
    //塔頂
    M3DVector3f vApex = { 0.0f, 1.0f, 0.0f };
    M3DVector3f vFrontLeft = { -1.0f, -1.0f, 1.0f };
    M3DVector3f vFrontRight = { 1.0f, -1.0f, 1.0f };
    M3DVector3f vBackLeft = { -1.0f,  -1.0f, -1.0f };
    M3DVector3f vBackRight = { 1.0f,  -1.0f, -1.0f };
    
    //金字塔底部
    //底部的四邊形 = 三角形X + 三角形Y
    //三角形X = (vBackLeft,vBackRight,vFrontRight)
    //vBackLeft
    pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 0.0f);
    pyramidBatch.Vertex3fv(vBackLeft);
    
    //vBackRight
    pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 0.0f);
    pyramidBatch.Vertex3fv(vBackRight);
    
    //vFrontRight
    pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 1.0f);
    pyramidBatch.Vertex3fv(vFrontRight);
    
    
    //三角形Y =(vFrontLeft,vBackLeft,vFrontRight)
    //vFrontLeft
    pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 1.0f);
    pyramidBatch.Vertex3fv(vFrontLeft);
    
    //vBackLeft
    pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 0.0f);
    pyramidBatch.Vertex3fv(vBackLeft);
    
    //vFrontRight
    pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 1.0f);
    pyramidBatch.Vertex3fv(vFrontRight);

    
    // 金字塔前面
    //三角形：（Apex锐想，vFrontLeft，vFrontRight）
    pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.5f, 1.0f);
    pyramidBatch.Vertex3fv(vApex);

    pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 0.0f);
    pyramidBatch.Vertex3fv(vFrontLeft);

    pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 0.0f);
    pyramidBatch.Vertex3fv(vFrontRight);
    
    //金字塔左邊
    //三角形：（vApex, vBackLeft, vFrontLeft）
    pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.5f, 1.0f);
    pyramidBatch.Vertex3fv(vApex);
    
    pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 0.0f);
    pyramidBatch.Vertex3fv(vBackLeft);
    
    pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 0.0f);
    pyramidBatch.Vertex3fv(vFrontLeft);
    
    //金字塔右邊
    //三角形：（vApex, vFrontRight, vBackRight）
    pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.5f, 1.0f);
    pyramidBatch.Vertex3fv(vApex);
    
    pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 0.0f);
    pyramidBatch.Vertex3fv(vFrontRight);

    pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 0.0f);
    pyramidBatch.Vertex3fv(vBackRight);
    
    //金字塔后邊
    //三角形：（vApex, vBackRight, vBackLeft）
    pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.5f, 1.0f);
    pyramidBatch.Vertex3fv(vApex);
    
    pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 0.0f);
    pyramidBatch.Vertex3fv(vBackRight);
    
    pyramidBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 0.0f);
    pyramidBatch.Vertex3fv(vBackLeft);
    
    //結(jié)束批次設(shè)置
    pyramidBatch.End();
}

在這函數(shù)中我們要把紋理坐標(biāo)和三角形坐標(biāo)相對應(yīng)：

紋理坐標(biāo)和實(shí)際坐標(biāo)映射圖

因?yàn)榻鹱炙?個面乍狐，且底面是兩個三角形組成赠摇，所以上述代碼中我們設(shè)置了5個三角形對應(yīng)的紋理坐標(biāo)；

金字塔的各個面與紋理的映射

RenderScene：渲染函數(shù)浅蚪，綁定紋理藕帜、繪制金字塔

void RenderScene(void)
{
    //1.顏色值&光源位置
    static GLfloat vLightPos [] = { 1.0f, 1.0f, 0.0f };
    static GLfloat vWhite [] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };
    
    //2.清理緩存區(qū)
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
    
    //3.當(dāng)前模型視頻壓棧
    modelViewMatrix.PushMatrix();
    
    //添加照相機(jī)矩陣
    M3DMatrix44f mCamera;
    //從camraFrame中獲取一個4*4的矩陣
    cameraFrame.GetCameraMatrix(mCamera);
    //矩陣乘以矩陣堆棧頂部矩陣，相乘結(jié)果存儲到堆棧的頂部 將照相機(jī)矩陣 與 當(dāng)前模型矩陣相乘 壓入棧頂
    modelViewMatrix.MultMatrix(mCamera);
    
    //創(chuàng)建mObjectFrame矩陣
    M3DMatrix44f mObjectFrame;
    //從objectFrame中獲取矩陣惜傲，objectFrame保存的是特殊鍵位的變換矩陣
    objectFrame.GetMatrix(mObjectFrame);
    //矩陣乘以矩陣堆棧頂部矩陣洽故，相乘結(jié)果存儲到堆棧的頂部 將世界變換矩陣 與 當(dāng)前模型矩陣相乘 壓入棧頂
    modelViewMatrix.MultMatrix(mObjectFrame);
    
    //4.綁定紋理，因?yàn)槲覀兊捻?xiàng)目中只有一個紋理盗誊。如果有多個紋理时甚。綁定紋理很重要
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID);
    
    //5.紋理替換矩陣著色器
     /*
     參數(shù)1：GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE（著色器標(biāo)簽）
     參數(shù)2：模型視圖投影矩陣
     參數(shù)3：紋理層
     */
    
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), 0);
    
    //pyramidBatch 繪制
    pyramidBatch.Draw();
    
    //模型視圖出棧，恢復(fù)矩陣（push一次就要pop一次）
    modelViewMatrix.PopMatrix();
    
    //6.交換緩存區(qū)
    glutSwapBuffers();
}

SpecialKeys：圖形根據(jù)特殊鍵位的出發(fā)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)

void SpecialKeys(int key, int x, int y)
{
    if(key == GLUT_KEY_UP)
        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();
}

ShutdownRC：清理數(shù)據(jù)哈踱，類似于iOS中的dealloc函數(shù)

// 清理…例如刪除紋理對象
void ShutdownRC(void)
{
    glDeleteTextures(1, &textureID);
}