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效果图如下
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首先我们要清楚几种常见的基本图元连接方式
- 正投影与透视投影
正投影用来显示2D图形(一样大)。
///参数说明:x、y、z轴上的最小值,最大值
GLFrustum::SetOrthographic(GLfloat xMin, GLfloat xMax, GLfloat yMin, GLfloat yMax, GLfloat zMin, GLfloat zMax)
透视投影显示3D图形(远小近大)。
///参数1:垂直方向市场角度
///参数2:窗口的纵横比 = w/h
///参数3:近裁剪面距离
///参数4:远裁剪面距离
GLFrustum ::SetPerspective(float fFov, float fAspect, float fNear, float fFar)
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固定管线下的8中存储着色器
GLT_SHADER_IDENTITY
单元着色器 只是使用指定颜色以默认笛卡尔坐标第在屏幕上渲染几何图形,所有颜色片段都以一种颜色填充。
//参数1:存储着色器种类-单元着色器
//参数2:颜色
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_IDENTITY,GLfloat vColor[4]);
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GLT_SHADER_FLAT
平面着色器,在绘制图形时,可以应用变换(模型、投影变化)。
//参数1:存储着色器种类-平面着色器
//参数2:允许变化的4*4矩阵
//参数3:颜色
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_FLAT, GLfloat mvp[16],GLfloat vColor[4]);
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GLT_SHADER_SHADED
上色着色器,在绘制图形时,可以应用变换(模型、投影变化),颜色也会平滑地插入到顶点之间称为平滑着色。
//参数1:存储着色器种类-上色着色器
//参数2:允许变化的4*4矩阵
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_SHADED GLfloat mvp[16]);
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GLT_SHADER_DEFAULT_LIGHT
默认光源着色器,在绘制图形时,可以应用变换(模型、投影变化),会使绘制的图形产生阴影和光照的效果。
/*
参数1: 存储着⾊器种类-默认光源着⾊器
参数2: 模型4*4矩阵
参数3: 投影4*4矩阵
参数4: 颜⾊色值
*/
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_DEFAULT_LIGHT,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat pMatrix[16],GLfloat vColor[4]);
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GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIEF
点光源着色器,在绘制图形时,可以应用变换(模型、投影变化),会使绘制的图形产生阴影和光照的效果。它与默认光源着色器非常类似,区别只是光源位置可能是特定的。
/*
参数1: 存储着⾊器种类-点光源着⾊器
参数2: 模型4*4矩阵
参数3: 投影4*4矩阵
参数4: 点光源的位置
参数5: 颜⾊色值
*/
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIEF,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat pMatrix[16],GLfloat vLightPos[3],GLfloat vColor[4]);
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GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE
纹理替换矩阵着色器,在绘制图形时,通过给定的模型投影矩阵,使用纹理单元来进行颜色填充,其中每个像素点的颜色是从纹理中获取。
/*
参数1: 存储着⾊器种类-纹理替换矩阵着⾊器
参数2: 模型4*4矩阵
参数3: 纹理单元*/
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE,GLfloat mvMatrix[16],GLint nTextureUnit);
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GLT_SHADER_TEXTURE_MODULATE
纹理调整着色器,在绘制图形时, 可以应用变换(模型/投影变化)这种着⾊器通过给定的模 型视图投影矩阵. 着色器将⼀个基本色乘以一个取自纹理单元nTextureUnit 的纹理.将颜⾊与纹理进⾏颜色混合后才填充到片段中。
/*
参数1: 存储着⾊器种类-纹理调整着色器
参数2: 模型4*4矩阵
参数3: 颜⾊色值
参数4: 纹理单元
*/
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_MODULATE,GLfloat mvMatrix[16],GLfloat vColor[4],GLint nTextureUnit);
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GLT_SHADER_TEXTURE_POINT_LIGHT_DIFF
纹理光源着色器,在绘制图形时, 可以应⽤用变换(模型/投影变化)这种着⾊器通过给定的模 型视图投影矩阵. 着色器将一个纹理通过漫反射照明计算进⾏调整(相乘)。
/*
参数1: 存储着⾊器种类-纹理光源着色器
参数2: 模型4*4矩阵
参数3: 投影4*4矩阵
参数4: 点光源位置
参数5: 颜色值(⼏何图形的基本色)
参数6: 纹理单元*/
GLShaderManager::UserStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_POINT_LIGHT_DIFF,G Lfloat mvMatrix[16],GLfloat pMatrix[16],GLfloat vLightPos[3],GLfloat vBaseColor[4],GLint nTextureUnit);
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OpenGL 基本图元连接⽅方式
GL_POINTS
:每个顶点在屏幕上都是单独点
GL_LINES
:每⼀对顶点定义一个线段
GL_LINE_STRIP
:⼀个从第一个顶点依次经过每一个后续顶点⽽而绘制的线条
GL_LINE_LOOP
:和GL_LINE_STRIP
相同,但是最后一个顶点和第一个顶点连接起来了.
GL_TRIANGLES
:每3个顶点定义一个新的三⻆角形
GL_TRIANGLE_STRIP
:共⽤用一个条带(strip)上的顶点的一组三⻆角形
GL_TRIANGLE_FAN
:以一个圆点为中⼼呈扇形排列列,共用相邻顶点的一组三⻆角形
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控制流程图
main函数
:程序入口ChangeSize函数
:主要是设置视口及投影方式SetupRC函数
:图形数据配置,主要是顶点数据及图元连接方式RenderScene函数
:主要用于图形的绘制,可以系统触发,也可以开发者手动触发SpecialKeys函数
:对特殊键位的回调处理KeyPressFunc
:针对空格键的回调处理DrawWireFrameBatch
:判断是否是金字塔、六边形、三角形如果是则然后在renderSence中进行调用,用于立体图形的填充及边框绘制在之前的案例中,我们有都有详细说明,详见OpenGL入门案例:渲染正方形并使其移动
- 下面说明对于有修改的重要函数进行详细说明:
- ChangeSize函数:我们增加了透视投影矩阵,并将它载入投影矩阵堆栈中
viewFrustum.SetPerspective(35.0f, float(w)/float(h), 1.0, 500.f);
projectionMatrix.LoadMatrix(viewFrustum.GetProjectionMatrix());
//调用顶部载入单元矩阵
modelViewMatrix.LoadIdentity();
- RenderScene函数:在这里我们进行了压栈处理PushMatrix,记住有压栈就会有出栈PopMatrix,目的是记录状态,进行回退。
将模型视图矩阵和投影矩阵放到变换管道中,变换管道的作用是能帮助快速进行矩阵相乘,在RenderScene函数中可以直接通过变换管道的Get方法得到相应的矩阵
transformPipeline.SetMatrixStacks(modelViewMatrix, projectionMatrix);
ProjectionMatrix
:投影矩阵
NormalMatrix
:法线矩阵
ModelViewMatrix
:模型视图矩阵,简称mv
ModelViewProjectionMatrix
:模型视图投影矩阵,简称mvp
重点:
如果是cameraFrame.MoveForward(-15.0f);
观察者移动,物体不动,则我们需要进行如下压栈:
modelViewMatrix.PushMatrix();
//通过cameraFrame得到观察者矩阵存入mCamera
M3DMatrix44f mCamera;
cameraFrame.GetCameraMatrix(mCamera);
//栈顶的单元矩阵 * mCamera = newmCamera
modelViewMatrix.MultMatrix(mCamera);
//通过objectFrame得到观察者矩阵存入mObjectFrame
///物体矩阵
M3DMatrix44f mObjectFrame;
objectFrame.GetMatrix(mObjectFrame);
///矩阵相乘——模型视图矩阵 newmCamera*mObjectFrame
modelViewMatrix.MultMatrix(mObjectFrame);
如果是objectFrame.MoveForward(15.0f);
物体移动,观察者不动,则我们需要进行如下压栈:modelViewMatrix.PushMatrix(objectFrame);
。
这里我们主要的目的是为了得到modelViewMatrix *objectFrameMatrix
即模型视图矩阵和投影矩阵的乘积,由于矩阵的乘法不具有可逆性故有两种不同的方式去获取,关键是看移动的方式。
最后附上demo地址