OpenGL综合案例

  • 效果图如下


    image.png
  • 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)
  • 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]);
  • 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]);
  • 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]);
  • 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]);
  • 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]);
  • 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);
  • 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);
  • 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);
  • 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

image.png

  • 控制流程图

image.png

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

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,793评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,567评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,342评论 0 338
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,825评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,814评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,680评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,033评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,687评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 42,175评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,668评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,775评论 1 332
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,419评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,020评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,978评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,206评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,092评论 2 351
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,510评论 2 343