案例：大球自传、小球自传围绕大球公转

首先我们看个gif动画

整体流程是main->ChangeSize->SetupRC->RenderScene

通用设置

• main函数：程序入口，调用设置窗口、初始化视图以及函数监听等

  int main(int argc,char* argv[])
  
  {
      
      //设置当前工作目录，针对MAC OS X
      
      gltSetWorkingDirectory(argv[0]);
      
      //初始化GLUT库
      
      glutInit(&argc, argv);
      
      /*初始化双缓冲窗口，其中标志GLUT_DOUBLE、GLUT_RGBA、GLUT_DEPTH、GLUT_STENCIL分别指
       
       双缓冲窗口、RGBA颜色模式、深度测试、模板缓冲区*/
      
      glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE|GLUT_RGBA|GLUT_DEPTH|GLUT_STENCIL);
      
      //GLUT窗口大小，标题窗口
      
      glutInitWindowSize(800,600);
      
      glutCreateWindow("OpenGL SphereWorld");
      
      //注册回调函数
      
      glutReshapeFunc(ChangeSize);
      
      glutDisplayFunc(RenderScene);
      
      glutSpecialFunc(SpeacialKeys);
      
      //驱动程序的初始化中没有出现任何问题。
      
      GLenum err = glewInit();
      
      if(GLEW_OK != err) {
          
          fprintf(stderr,"glew error:%s\n",glewGetErrorString(err));
          
          return 1;
          
      }
      
      //调用SetupRC
      
      SetupRC();
      
      glutMainLoop();
      
      return 0;
      
  }
  
  
  

• SetupRC函数：设置背景颜色（黑色）、初始化着色器、开启深度测试

  glClearColor(0.0f,0.0f,0.0f,1.0f);
          //初始化着色管理器
      shaderManager.InitializeStockShaders();
      //开启深度测试
      glEnable(GL_DEPTH_TEST);
  
  
  

• ChangeSize函数：设置窗口大小、创建投影矩阵、加载矩阵到堆栈上、设置 变换管道

  void ChangeSize(int w,int h)
  {
      //设置视口
      glViewport(0,0, w, h);
      //创建投影矩阵
      viewFrustum.SetPerspective(35.0f, (float)w/(float)h, 1.0f, 100.0f);
      //加载到投影矩阵堆栈上
      projectionMatrix.LoadMatrix(viewFrustum.GetProjectionMatrix());
      //设置变换管道
      transformPipeline.SetMatrixStacks(modelViewMatrix, projectionMatrix);
  }
  
  
  

• RenderScene函数：清空缓存背景色

  //清除一个或一组特定的缓冲区
      glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
  
  

绘制地板

• SetupRC函数：负责准备地板的顶点数据

  //设置地板数据
      floorBatch.Begin(GL_LINES, 324);
      for(GLfloat x = -20.0; x <= 20.0f; x+= 0.5) {
          floorBatch.Vertex3f(x, -0.55f, 20.0f);
          floorBatch.Vertex3f(x, -0.55f, -20.0f);
          
          floorBatch.Vertex3f(20.0f, -0.55f, x);
          floorBatch.Vertex3f(-20.0f, -0.55f, x);
      }
      floorBatch.End();

• RenderScene函数：负责绘制地板

  //绘制地板
      shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT,transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(),vFloorColor);
      floorBatch.Draw();
  
  

需要注意的是压栈和出栈要配对使用

绘制大球

• SetupRC函数：设置大球模型

  //设置大球模型gltMakeSphere(torusBatch, 0.4f, 40, 80);
  

• RenderScene函数：主要是绘制大图

  //获取光源位置
      M3DVector4f vLightPos = {0.0f,10.0f,5.0f,1.0f};
      //大球向屏幕里面平移-5
      modelViewMatrix.Translate(0.0f, 0.0f, -5.0f);
      //大球入栈
      modelViewMatrix.PushMatrix();
      //大球自传（围绕y轴）
      modelViewMatrix.Rotate(yRot, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
      //指定合适的着色器(点光源着色器)
      shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIFF, transformPipeline.GetModelViewMatrix(),
                                   transformPipeline.GetProjectionMatrix(), vLightPos, vTorusColor);
      //绘制大球
      torusBatch.Draw();
      //大球pop出栈
      modelViewMatrix.PopMatrix();
  
  

绘制小球

• SetupRC函数：设置环绕大球公转的小球以及随机生成其他小球

  //设置小球
      gltMakeSphere(sphereBatch, 0.2, 10, 20);
      //设置随机生成的小球
      for (int i = 0; i<NUM_SPHERES; i++) {
          //y轴不变，X,Z产生随机值
          GLfloat x = ((GLfloat)((rand() % 400) - 200 ) * 0.1f);//距离大球的距离
          GLfloat z = ((GLfloat)((rand() % 400) - 200 ) * 0.1f);//距离观察者（屏幕）的距离
          
          //在y方向，将球体设置为0.0的位置，这使得它们看起来是飘浮在眼睛的高度
          //对spheres数组中的每一个顶点，设置顶点数据
          spheres[i].SetOrigin(x, 0.0f, z);
      }
  
  
  

• RenderScene函数：绘制随机小球以及公转小球

  //绘制随机小球
      for (int i = 0; i<NUM_SPHERES; i++) {
          modelViewMatrix.PushMatrix();
          modelViewMatrix.MultMatrix(spheres[i]);
          shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIFF,transformPipeline.GetModelViewMatrix(),transformPipeline.GetProjectionMatrix(),vLightPos,vSphereColor);
          sphereBatch.Draw();
          modelViewMatrix.PopMatrix();
      }
      //设置公转小球压栈
      modelViewMatrix.PushMatrix();
      //设置小球自传
      modelViewMatrix.Rotate(yRot * -2.0f, 0, 1.0f, 0.0);
      //设置小球公转（就是平移）
      modelViewMatrix.Translate(0.8f, 0.0f, 0.0f);
      shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIFF,transformPipeline.GetModelViewMatrix(),transformPipeline.GetProjectionMatrix(),vLightPos,vSphereColor);
      sphereBatch.Draw();
      //公转小球出栈
      modelViewMatrix.PopMatrix();
  
  

设置观察者

观察者设置主要是为了可以通过上下左右键控制窗口移动

• RenderScene函数：设置观察者，要放在设置地板代码前面

  //加入观察者
      M3DMatrix44f mCamera;
      cameraFrame.GetCameraMatrix(mCamera);
      modelViewMatrix.PushMatrix(mCamera);
  
  
  

• SpeacialKeys函数：监听上下左右键移动修改观察者位置

  void SpeacialKeys(int key,int x,int y){
      //移动步长
      float linear = 0.1f;
      //旋转度数
      float angular = float(m3dDegToRad(5.0f));
      
      if (key == GLUT_KEY_UP) {
          //MoveForward 平移
          cameraFrame.MoveForward(linear);
      }
      if (key == GLUT_KEY_DOWN) {
          cameraFrame.MoveForward(-linear);
      }
      
      if (key == GLUT_KEY_LEFT) {
          //RotateWorld 旋转
          cameraFrame.RotateWorld(angular, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
      }
      
      if (key == GLUT_KEY_RIGHT) {
          cameraFrame.RotateWorld(-angular, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
      }
      
  
  }