效果圖如下所示：
02、正方形鍵位控制.gif
整體的流程圖如下
正方形鍵位控制整體流程圖
主要需要實現以下兩部分：
- 繪制正方形
- 特殊鍵位移動函數
繪制正方形
在之前的三角形繪制中，我們已經了解了圖形繪制的一個基本流程，那么正方形的繪制就是水到渠成的，只需要在三角形代碼的基礎上做以下修改：
- 定義頂點到原心距離，即
正方形邊長 = blockSize * 2
GLfloat blockSize = 0.1f;
- 修改頂點數組
//正方形四個點的坐標
GLfloat vVerts[] = {
-blockSize, -blockSize, 0.0f,
blockSize, -blockSize, 0.0f,
blockSize, blockSize, 0.0f,
-blockSize, blockSize, 0.0f,
};
- 修改setupRC函數中圖元的連接方式
//將 GL_TRIANGLES 修改為 GL_TRIANGLE_FAN ,4個頂點
triangleBatch.Begin(GL_TRIANGLE_FAN, 4);
到此，正方形就繪制完成了，接下來我們需要完成正方形鍵位控制效果
鍵位控制效果
主要是指正方形根據選擇鍵盤的上下左右鍵移動。
該效果的實現有兩種方式
- 坐標更新方式
- 矩陣方式
打個比方，有100件需要染同一種顏色的衣服，你可以選擇一件一件的染色，也可以選擇同時將100件放入染缸，一起染色，
- 其中一件一件染色指代的就是坐標更新方式，適用于頂點較少的圖形，
- 同時放入染色指代的就是矩陣方式，當圖形頂點非常多的，再用坐標更新就不合適了，需要使用矩陣來同時更新。
坐標更新方式
頂點根據相對頂點逐個更新頂點坐標，在SpecialKeys函數中完成鍵位移動時坐標的更新，并手動調用渲染。
三個自定義函數的流程圖如下：
坐標更新-自定義函數實現流程
ChangeSize和RenderScene就不做解釋了，在繪制時，這部分已經完成了，主要說說SpecialKeys函數
- 首先需要定義一個步長
-
定義一個相對頂點的x和y值
假設正方形如下圖所示，以D為相對頂點
正方形.png - 根據鍵位方向，分別更新x 和 y
-
邊緣碰撞處理
如果沒有這個步驟，圖形移動到邊緣時，就會移動到屏幕不可見的區域，下圖可以說明4個方向對邊緣碰撞處理是如何計算的，這里就不做詳細說明了
坐標更新-邊緣碰撞計算
具體的代碼實現如下：
//key 枚舉值，x、y是位置
void SpecialKeys(int key, int x, int y){
//步長
GLfloat stepSize = 0.025f;
//相對點的坐標
GLfloat blockX = vVerts[0];
GLfloat blockY = vVerts[10];
printf("v[0] = %f\n",blockX);
printf("v[10] = %f\n",blockY);
//根據移動方向，更新相對坐標
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) {
blockX += stepSize;
}
//觸碰到邊界（4個邊界）的處理
//當正方形移動超過最左邊的時候
if (blockX < -1.0f) {
blockX = -1.0f;
}
//當正方形移動到最右邊時
//1.0 - blockSize * 2 = 總邊長 - 正方形的邊長 = 最左邊點的位置
if (blockX > (1.0f - blockSize * 2)) {
blockX = 1.0f - blockSize * 2;
}
//當正方形移動到最下面時
//-1.0 - blockSize * 2 = Y（負軸邊界） - 正方形邊長 = 最下面點的位置
if (blockY < -1.0f + blockSize * 2) {
blockY = -1.0f + blockSize * 2;
}
//當正方形移動到最上面時
if (blockY > 1.0f) {
blockY = 1.0f;
}
printf("blockX = %f\n",blockX);
printf("blockY = %f\n",blockY);
//重新計算正方形的位置
//一個頂點有三個數 x、y、z
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]);
//更新頂點數據
triangleBatch.CopyVertexData3f(vVerts);
//重新渲染提交 --> RenderScene
glutPostRedisplay();
}
矩陣方式
主要是根據x軸、y軸移動的距離，生成一個平移矩陣，通過圖形*平移矩陣 = 移動后的圖形，得到最終效果
涉及兩個函數：RenderScene、SpecialKeys
矩陣方式中自定義函數的流程如下：
矩陣-自定義函數
SpecialKeys 函數
- 定義步長及兩個全局變量（相對于x軸和y軸的平移距離）
//記錄移動圖形時，在x軸上平移的距離
GLfloat xPos = 0.0f;
//記錄移動圖形時，在y軸上平移的距離
GLfloat yPos = 0.0f;
GLfloat stepSize = 0.025f;
- 根據移動方向，計算移動距離
-
邊緣碰撞處理
其移動距離計算的理解如圖所示
==> 可以將初始化的平移距離理解為正方形的中心，即原點，在圖形移動時，其中心點也發生了移動，所以我們要計算的邊緣的移動距離就是兩個中心店之間的平移距離
矩陣-邊緣碰撞處理邏輯 - 手動觸發重新渲染
具體實現如下：
//使用矩陣方式（一起搞定），不需要修改每個頂點，只需要記錄移動步長，碰撞檢測
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;
}
//碰撞檢測 xPos是平移距離，即移動量
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;
}
glutPostRedisplay();
}
RenderScene 函數
主要步驟如下：
- 清理特定緩存區
- 根據平移距離計算平移矩陣
- 將矩陣結果交給存儲著色器（平面著色器）中繪制
在位置更新方式中，使用的是單元著色器，而矩陣方式中，涉及的矩陣是4*4的，單元著色器不夠用，所以使用平面著色器
具體的代碼實現如下
//開始渲染
void RenderScene(void)
{
//1.清除一個或者一組特定的緩存區
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
//1.設置顏色RGBA
GLfloat vRed[] = {1.0f, 0.5f, 0.0f, 1.0f};
//定義矩陣
M3DMatrix44f mTransformMatrix;
//平移矩陣
m3dTranslationMatrix44(mTransformMatrix, xPos, yPos, 0.0f);
//當單元著色器不夠用時，使用平面著色器
//參數1：存儲著色器類型
//參數2：使用什么矩陣變換
//參數3：顏色
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, mTransformMatrix, vRed);
//提交著色器
triangleBatch.Draw();
glutSwapBuffers();
}
完整代碼見Github -02_正方形鍵位控制
