OpenGL繪制正方形并用鍵盤移動

準備工作:

在OpenGL中,基本圖形元素如點、線、折線和多邊形都是由一個或多個頂點所定義。OpenGL的7種基本圖元:


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OpenGL繪制正方形與OpenGL繪制三角形類似,主要是setupRC方法中設置渲染環境時有區別, 在 triangleBatch.Begin(GL_TRIANGLE_FAN, 4)方法中設置繪制的圖元樣式,GL_TRIANGLE_FAN圖元的枚舉類型,4:頂點的個數。

void setupRC()
{
    //設置清屏顏色(背景顏色)
    glClearColor(0.98f, 0.40f, 0.7f, 1);
    //沒有著色器,在OpenGL 核心框架中是無法進行任何渲染的。初始化一個渲染管理器。
    //在前面的課程,我們會采用固管線渲染,后面會學著用OpenGL著色語言來寫著色器
    shaderManager.InitializeStockShaders();
   
    //修改為GL_TRIANGLE_FAN ,4個頂點
    triangleBatch.Begin(GL_TRIANGLE_FAN, 4);
    triangleBatch.CopyVertexData3f(vVerts);
    triangleBatch.End();
}

正方形繪制過程中代碼的執行流程圖如下:


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想要通過鍵盤移動正方形,需要注冊SpecialKeys()方法,在點擊鍵盤方向鍵,系統會自動調用該方法,所以在該方法中通過參數key判斷移動方向實現對應移動邏輯即可。通過鍵盤移動正方形有兩種方式:

一、通過計算圖形的頂點來移動

這種方式對于處理不規則圖形會比較復雜

void SpecialKeys(int key, int x, int y){
    
    GLfloat stepSize = 0.025f;
    
    GLfloat blockX = vVerts[0];
    GLfloat blockY = vVerts[10];
     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;
    }
    //邊界檢測,根據頂點移動的位置,判斷圖形是否超出邊界
    
    //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 > (1.0 - blockSize * 2)) {
        blockX = 1.0f - blockSize * 2;
    }
    
    //-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);
    
    // 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);
    //強制開啟渲染刷新,調用RenderScene方法
    glutPostRedisplay();
}

二、通過矩陣移動圖形

其原理跟通過頂點移動相同,只是通過計算中心點的移動距離,通過矩陣函數整體計算。
同樣的在SpecialKeys()方法中計算移動距離及做邊界檢測

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
    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();
}

與通過計算頂點移動圖形的方式相比,通過矩陣移動圖形,需要在刷新方法RenderScene()中設置矩陣的計算方式

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT|GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
    
    GLfloat vRed[] = {1.0f,0.0f,0.0f,0.0f};
       
    //生成平移矩陣、 
    M3DMatrix44f mTransfromMatrix;
    m3dTranslationMatrix44(mTransfromMatrix, xPos, yPos, 0.0f);
    //計算移動后的矩陣計算及過,放到平面著色器中繪制
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT,mFinalTransform,vRed);
    triangleBatch.Draw();
    //執行交換緩存區
    glutSwapBuffers();

關于緩沖區的理解,在OpenGL專業名詞解析13條中有詳細介紹,同時涉及到圖片撕裂,掉幀等現象的原因及解決辦法。

完整demo

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