圖形學_opengl紋理映射

學了半學期的圖形學，除了幾個用python或是matlab比較方便的實驗外，用的大多數是opengl，在這總結一下紋理貼圖實驗中opengl的用法。

一、編譯器鏈接靜態庫

有用到glaux.h的程序，在加入相應的.h、.lib文件後，須要加入兩行代碼強行鏈接靜態庫：

#pragma comment(lib, "glaux")
#pragma comment(lib, "legacy_stdio_definitions")

另外關於glaux.h，我想吐槽的是在csdn賣下載的人是有多想賺錢？……這裏我把找到的glaux.h的下載連接貼出來，須要自取：

連接：https://pan.baidu.com/s/1-P44eWXlehmd9jPYuXNiHw    提取碼：hbi6

二、畫一個簡單立方體

最終目的是要把貼圖映射到一個立方體上，首先咱們須要構建一個不存在任何紋理的立方體。首先構建繪製函數：

void Draw(void){ glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glLoadIdentity(); glTranslatef(0.0f, 0.0f, -5.0f); glBegin(GL_QUADS); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); glVertex3f(1.0f, -1.0f, 1.0f); glVertex3f(1.0f, 1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); glVertex3f(1.0f, 1.0f, -1.0f); glVertex3f(1.0f, -1.0f, -1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); glVertex3f(1.0f, 1.0f, 1.0f); glVertex3f(1.0f, 1.0f, -1.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); glVertex3f(1.0f, -1.0f, -1.0f); glVertex3f(1.0f, -1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); glVertex3f(1.0f, -1.0f, -1.0f); glVertex3f(1.0f, 1.0f, -1.0f); glVertex3f(1.0f, 1.0f, 1.0f); glVertex3f(1.0f, -1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); glEnd(); glFlush(); }

首先使用你們都喜歡的（必須用的）清屏函數glClear將窗口清除成當前幀的顏色，不用的話滿屏漆黑。glLoadIdentity()被用於重置觀察模型矩陣（感受這幾個函數挺固定搭配的？）；glTranslatef()用於移動模型，三個參數分別對應x，y，z軸線模型的移動，這裏向負方向移動了5f。不挪 或者 向正方向挪，只會形成咱們的視點根本沒法觀察到模型，負方向5f的位置相對大小比較合適。

模板同樣的東西套完之後，能夠注意到glBegin()和glEnd()之間有一萬個（不是）glVertex3f的堆疊，用於肯定立方體的點。glBegin的參數QUADS表示接下來要繪製以四個點爲一組的四邊形，其餘參數的含義以下：

GL_POINTS：把每一個頂點做爲一個點進行處理，頂點n定義了點n，繪製N個點。

GL_LINES：   把每一個頂點做爲一個獨立的線段，頂點2n-1和2n之間定義了n條線段，繪製N/2條線段

GL_LINE_STRIP：繪製從第一個頂點到最後一個頂點依次相連的一組線段，第n和n+1個頂點定義了線段n，繪製n-1條線段。

GL_LINE_LOOP： 繪製從第一個頂點到最後一個頂點依次相連的一組線段，而後最後一個頂點和第一個頂點相連，第n和n+1個頂點定義了線段n，繪製n條線段。

GL_TRIANGLES： 把每一個頂點做爲一個獨立的三角形，頂點3n-2，3n-1和3n定義了第n個三角形，繪製了N/3個三角形。

GL_TRIANGLE_STPIP：繪製一組相連的三角形，對於奇數n，頂點n，n+1，和n+2定義了第n個三角形；對於偶數n，頂點n+1，n和n+2定義了第n個三角形，繪製N-2個三角 形。

GL_QUAD_STRIP：繪製一組相連的四邊形。每一個四邊形是由一對頂點及其後給定的一對頂點共同肯定的。頂點2n-1，2n，2n+2和2n+1定義了第n個四邊形，繪製了N/2-1個   四邊形。

GL_POLYGON：繪製了一個凸多邊形。頂點1到n定義了這個多邊形。

而glVertex3f()的三個函數對應x,y,z軸的座標，共4*6個glVertex3f()函數調用，對應立方體6個面的4個點。最後使用glFlush()清除緩存。

再構建一個display函數用於展現，將繪製函數置於display函數中：

void display(void){ glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); Draw(); glutSwapBuffers(); }

清屏函數仍是熟悉的味道，只是多了glutSwapBuffers()用於交換緩衝區和顯示圖形。

接下來是一個實現繪圖以後轉換矩陣模式的函數，用於主函數中的回調函數glutReshapeFunc()中:

void reshape(GLsizei w, GLsizei h){ glViewport(0, 0, w, h); glMatrixMode(GL_PROJECTION); gluPerspective(60, (GLfloat)w / h, 0, 100);  
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);      
}

繪圖之後先將矩陣模式調爲投影模式，在投影模式下使用gluPerspective調整投影模型（不一樣模式下能執行的操做不同），四個參數分別表明視野範圍（值越大，視野範圍越寬闊），裁剪面的寬w高h比（影響到視野的截面有多大），近裁剪面到眼睛的距離，遠裁剪面到眼睛的距離（都不能設置設置爲負值）。設置完以後把矩陣設置爲視圖模式。

最後是main()函數：

int main(int argc, char* argv[]){ glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE); glutInitWindowSize(600, 600); glutInitWindowPosition(100, 100); glutCreateWindow("大立方體？"); glutDisplayFunc(display); glutReshapeFunc(reshape); glutMainLoop(); return 0; }

main函數的固定搭配glutInit()，以後設置顯示模式爲RGB單緩存區，分別設置窗口大小和位置以後，使用glutDisplayFunc()調用display()，glutReshapeFunc調用reshape，所得圖形是這樣：

 

呃…這不是個正方形嘛，其實只是咱們的視點正對着立方體 而已。

接下來給它貼上紋理，首先加入三軸的旋轉變量與一個紋理數組：

GLfloat  xrot = 0; 
GLfloat  yrot = 0;  
GLfloat  zrot = 0;   
GLuint  texture[1];  

讀入貼圖文件：

AUX_RGBImageRec* LoadBMP(const char Filename[7]){ FILE* File = NULL; if (!Filename){ return NULL; } File = fopen(Filename, "r"); if (File) { fclose(File); return auxDIBImageLoadA(Filename); } return NULL; }

據說是固定搭配？

有了讀取位圖的函數，咱們須要將它轉換成紋理：

int LoadGLTextures(GLuint* texture, const char bmp_file_name[7], int texture_id){ int re=1; AUX_RGBImageRec* TextureImage[1]; memset(TextureImage, 0, sizeof(void*) * 1); if (TextureImage[0] = LoadBMP(bmp_file_name)){ re = 0; glGenTextures(texture_id, texture); glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, *texture); glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 3, TextureImage[0]->sizeX, TextureImage[0]->sizeY, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, TextureImage[0]->data); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR); } if (TextureImage[0]){ if (TextureImage[0]->data){ free(TextureImage[0]->data); } free(TextureImage[0]); } else printf("紋理不存在"); return re; }

首先聲明一個AUX_RGBImageRec類型的指針，memset初始化以後調用以前的函數載入位圖，glGenTextures生成紋理，參數分別爲生成紋理的數量與指針，使用glBindTexture 將一個命名的紋理綁定到一個紋理目標上，glTexImage2D功能是根據指定的參數，生成一個2D紋理，這裏的長、寬都必須是2的整數次方，glTexParameteri……是神祕的紋理過濾函數，對咱們的紋理分別進行了一次縮小與放大的線性過濾。紋理生成以後，釋放原圖像的空間。

接下來修改繪製函數，將紋理映射到六個面上：

void Draw(void){ glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT ); glLoadIdentity(); 
 glTranslatef(0.0f, 0.0f, -5.0f); glRotatef(xrot, 1.0f, 0.0f, 0.0f); glRotatef(yrot, 0.0f, 1.0f, 0.0f); glRotatef(zrot, 0.0f, 0.0f, 1.0f); glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[0]); glBegin(GL_QUADS); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(1.0f, -1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(1.0f, 1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(1.0f, 1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(1.0f, -1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(1.0f, 1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(1.0f, 1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(1.0f, -1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(1.0f, -1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(1.0f, -1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(1.0f, 1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(1.0f, 1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(1.0f, -1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); 
 glEnd(); glFlush(); }

glRotatef用來設置opengl中繪製實體的自轉方式，爲咱們的模型動起來作準備。比起以前的draw函數，這裏多了glTexCoord2f，兩參數分別爲X軸座標，Y軸座標，用於繪製圖形時指定紋理的座標，其中x、y的座標：0.0是紋理的左側，1.0是紋理的右側；0.0是紋理的底部，1.0是紋理的頂部。

這裏繼續新增一個紋理初始化函數：

void init(void){ glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 0.0); glCullFace(GL_BACK); glEnable(GL_CULL_FACE); glEnable(GL_TEXTURE_2D); LoadGLTextures(&texture[0], "111_.bmp", 1); }

使用清屏函數以後，使用glCullFace禁用多邊形背面上的光照、陰影和顏色計算及操做，消除沒必要要的渲染計算，使用glEnable開啓以前的消除操做。最後載入以前生成的紋理。

給出咱們修改之後的主函數：

int main(int argc, char* argv[]){ glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE); glutInitWindowSize(600, 600); glutInitWindowPosition(100, 100); glutCreateWindow("貼圖立方體？"); init(); LoadGLTextures(&texture[0], "111_.bmp", 1); glutDisplayFunc(display); glutReshapeFunc(reshape); glutMainLoop(); return 0; }

能夠注意到新增了初始化函數與紋理載入函數，結果爲：

 

看起來還只是一個平面圖？爲了讓它轉起來，寫入鼠標響應函數：

void RotateRect() { xrot += 1.0f; glutPostRedisplay(); yrot += 1.0f; glutPostRedisplay(); zrot += 1.0f; glutPostRedisplay(); Sleep(10); } void OnMouse(int button, int state, int x, int y){ if (button == GLUT_LEFT_BUTTON && state == GLUT_DOWN){ glutIdleFunc(RotateRect); } if (button == GLUT_RIGHT_BUTTON && state == GLUT_DOWN){ glutIdleFunc(NULL); } }

在RotateRect中修改各個維度的旋轉量，使用glutPostRedisplay進行重繪，爲了避免使它暴走旋轉，調用winbase.h中的Sleep函數，變量改變一次暫停程序10毫秒。定義鼠標響應函數，左鍵啓動，右鍵暫停（返回NULL），在回調函數glutIdleFunc中調用RotateRect功能。

修改主函數：

int main(int argc, char* argv[]){ glutInit(&argc, argv);  //固定格式
    glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE); glutInitWindowSize(600, 600); glutInitWindowPosition(100, 100); glutCreateWindow("貼圖立方體？"); init(); LoadGLTextures(&texture[0], "111_.bmp", 1); glutDisplayFunc(display); glutReshapeFunc(reshape); glutMouseFunc(&OnMouse); glutMainLoop(); return 0; }

到這裏 紋理映射實驗就基本結束了。

參考博客：

https://blog.csdn.net/dcrmg/article/details/53223680?utm_source=blogxgwz2

https://www.cnblogs.com/OctoptusLian/p/7366844.html#commentform

https://blog.csdn.net/tyxkzzf/article/details/40921713

https://blog.csdn.net/yangmeng900816/article/details/46816007