OpenGL入门之正方形移动

我是小菜
1,164 阅读3分钟

首先我们下面的gif图，我们这次试用OpenGL来实现该动画

想要实现上面的动画，我们主要分为两个步骤，一个是绘制正方形，二是通过键盘上上下左右键控制正方形移动

正方形移动实现流程


准备工作

glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE|GLUT_RGBA|GLUT_DEPTH|GLUT_STENCIL);
    
    //GLUT窗口大小、窗口标题
    //glutInitWindowSize(600, 800);
    glutInitWindowSize(500, 500);
    glutCreateWindow("Triangle");
    
    /*
     GLUT 内部运行一个本地消息循环，拦截适当的消息。然后调用我们不同时间注册的回调函数。我们一共注册2个回调函数：
     1）为窗口改变大小而设置的一个回调函数
     2）包含OpenGL 渲染的回调函数
     */
    //注册重塑函数
    glutReshapeFunc(changeSize);
    //注册显示函数（渲染屏幕）
    glutDisplayFunc(RenderScene);

    //注册特殊函数（当收到控制键信号的时候会调用该方法）
   glutSpecialFunc(SpecialKeys);

    /*
     初始化一个GLEW库,确保OpenGL API对程序完全可用。
     在试图做任何渲染之前，要检查确定驱动程序的初始化过程中没有任何问题
     */
    GLenum status = glewInit();
    if (GLEW_OK != status) {
        
        printf("GLEW Error:%s\n",glewGetErrorString(status));
        return 1;
        
    }
    
    //设置我们的渲染环境
    setupRC();
    
    glutMainLoop();

绘制正方形

  • 设置正方形的四个顶点以及边长2*blockSize

    //blockSize 边长
GLfloat blockSize = 0.1f;

//正方形的4个点坐标
GLfloat vVerts[] = {
        -blockSize,-blockSize,0.0f,
        blockSize,-blockSize,0.0f,
        blockSize,blockSize,0.0f,
        -blockSize,blockSize,0.0f
};
  • 根据顶点以及边长绘制正方形

     //修改为GL_TRIANGLE_FAN ，4个顶点
    triangleBatch.Begin(GL_TRIANGLE_FAN, 4);
    triangleBatch.CopyVertexData3f(vVerts);
    triangleBatch.End();

控制正方形移动

 控制正方形移动我们使用两种方法，一个是控制所有顶点，一个是通过矩阵来控制所有顶点的移动

控制所有顶点移动

主要是SpecialKeys方法

void SpecialKeys(int key, int x, int y){
    
    GLfloat stepSize = 0.025f;
    
    GLfloat blockX = vVerts[0];
    GLfloat blockY = vVerts[10];
    
    printf("v[0] = %f\n",blockX);
    printf("v[10] = %f\n",blockY);
    
    
    if (key == GLUT_KEY_UP) {//⏫
        blockY += stepSize;
    }
    
    if (key == GLUT_KEY_DOWN) {//🔽
        blockY -= stepSize;
    }
    
    if (key == GLUT_KEY_LEFT) {//◀️
        blockX -= stepSize;
    }
    
    if (key == GLUT_KEY_RIGHT) {//向右
        blockX += stepSize;
    }

    //触碰到边界（4个边界）的处理
    
    //当正方形移动超过最左边的时候
    if (blockX < -1.0f) {
        blockX = -1.0f;
    }
    
    //当正方形移动到最右边时
    //1.0 - blockSize * 2 = 总边长 - 正方形的边长 = 最左边点的位置
    if (blockX > (1.0 - blockSize * 2)) {
        blockX = 1.0f - blockSize * 2;
    }
    
    //当正方形移动到最下面时
    //-1.0 - blockSize * 2 = Y（负轴边界） - 正方形边长 = 最下面点的位置
    if (blockY < -1.0f + blockSize * 2 ) {
        
        blockY = -1.0f + blockSize * 2;
    }
    
    //当正方形移动到最上面时
    if (blockY > 1.0f) {
        
        blockY = 1.0f;
        
    }

    printf("blockX = %f\n",blockX);
    printf("blockY = %f\n",blockY);
    
    // Recalculate vertex positions
    vVerts[0] = blockX;
    vVerts[1] = blockY - blockSize*2;
    printf("(%f,%f)\n",vVerts[0],vVerts[1]);
    
    vVerts[3] = blockX + blockSize*2;
    vVerts[4] = blockY - blockSize*2;
    printf("(%f,%f)\n",vVerts[3],vVerts[4]);
    
    vVerts[6] = blockX + blockSize*2;
    vVerts[7] = blockY;
    printf("(%f,%f)\n",vVerts[6],vVerts[7]);
    
    vVerts[9] = blockX;
    vVerts[10] = blockY;
    printf("(%f,%f)\n",vVerts[9],vVerts[10]);
    
    triangleBatch.CopyVertexData3f(vVerts);
    
    glutPostRedisplay();
}

通过矩阵控制移动

思路就是我们通过原来顶点*矩阵转换成新的顶点，因此我们不需要计算所有的顶点，这样将大大减少顶点计算量（当顶点比较多时），涉及到的方法主要是SpecialKeys以及RenderScene方法

  • SpecialKeys方法用来计算移动的步长，一次额外需要两个个外部变量记录移动的大小

GLfloat xPos = 0.0f;
GLfloat yPos = 0.0f;

void SpecialKeys(int key, int x, int y){
    
    GLfloat stepSize = 0.025f;
    if (key == GLUT_KEY_UP) {
        yPos += stepSize;
    }
    if (key == GLUT_KEY_DOWN) {
        yPos -= stepSize;
    }
    if (key == GLUT_KEY_LEFT) {
        xPos -= stepSize;
    }
    if (key == GLUT_KEY_RIGHT) {
        xPos += stepSize;
    }
    //碰撞检测
    if (xPos < (-1.0f + blockSize)) {
        xPos = -1.0f + blockSize;
    }
    if (xPos > (1.0f - blockSize)) {
        xPos = 1.0f - blockSize;
    }
    if (yPos < (-1.0f + blockSize)) {
        yPos = -1.0f + blockSize;
    }
    if (yPos > (1.0f - blockSize)) {
        yPos = 1.0f - blockSize;
    }
    //手动调用刷新屏幕方法
    glutPostRedisplay();
    
}

需要注意的是我们获得移动的距离后需要手动调用刷新屏幕方法，为了触发到RenderScene方法

  • RenderScene的实现

    void RenderScene(void)
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT|GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
    
    GLfloat vRed[] = {1.0f,0.0f,0.0f,0.0f};
    
    M3DMatrix44f mFinalTransform,mTransfromMatrix,mRotationMartix;
    
    //平移
    m3dTranslationMatrix44(mTransfromMatrix, xPos, yPos, 0.0f);
    
    //每次平移时，旋转5度
    static float yRot = 0.0f;
    yRot += 5.0f;
    m3dRotationMatrix44(mRotationMartix, m3dDegToRad(yRot), 0.0f, 0.0f, 1.0f);
    
    //将旋转和移动的矩阵结果 合并到mFinalTransform （矩阵相乘）
    m3dMatrixMultiply44(mFinalTransform, mTransfromMatrix, mRotationMartix);
    
    //将矩阵结果 提交给固定着色器（平面着色器）中绘制
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT,mFinalTransform,vRed);
    triangleBatch.Draw();
    
    //执行交换缓存区
    glutSwapBuffers();
    
    
}

注意

以上我们是以下图中D顶点为基准点来计算A、B、C、D四个顶点的位置的

参考博客：www.jianshu.com/p/acb2f3a1c…


avatar
文章
阅读
粉丝