OpenGL基本框架與三維對象繪製

上次咱們介紹了OpenGL的環境構建和二維對象的繪製，此次咱們來說講三維對象的繪製：

 繪製代碼以下：

Github代碼倉庫

// opengltest2.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include <GL/glut.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#define PI 3.1415926
//金字塔初始旋轉角度
GLfloat rtri = 0;
//用戶自定義三維空間的齊次座標矩陣(4X4)——用於輸出查看變化矩陣的變化
typedef float Mat44[16];
//自定義初始化opengl 環境
void init(void)
{
    //設置背景色——用於填充背景
    glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
    //設置多邊形填充模式爲smooth 方式
    glShadeModel(GL_SMOOTH);
    //打開深度測試開關——用於檢測物體間的z 深度差別
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    //線的抗鋸齒開關
    glEnable(GL_LINE_SMOOTH);
    //啓用抗鋸齒效果
    glHint(GL_LINE_SMOOTH,GL_NICEST);
    //指定混合函數
    glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
    //啓用色彩混合狀態
    glEnable(GL_BLEND);
}
//輸出4X4 矩陣的結果
void outputmat(const Mat44 &mat) {
    for(int i = 0; i < 4; i++) {
        for(int j = 0; j < 4; j++)
            printf("%.3f ", mat[i * 4 + j]);
        printf("\n");
    }
}

//自定義繪製圓函數
void glCircle()
{
    double n=50;//分段數
    float R=1.0;//半徑
    int i;
    //將繪圖前的模型變換矩陣壓入堆棧
    glPushMatrix();
    //設置顏色RGB 與透明度值(0.5)
    glColor4f(0.0,0.2,0.8, 0.5);
    //發出準備繪圖命令
    glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
    glVertex2f(0.0,0.0);
    for(i=0; i<=n; i++)
        glVertex2f(R*cos(2*PI/n*i), R*sin(2*PI/n*i));
    //發出結束繪圖命令
    glEnd();
    //繪圖後，恢復繪圖前的模型變換矩陣
    //這樣，對當前圖形的變換對後面圖形繪製不影響
    glPopMatrix();
}

//opengl 用戶自定義繪圖函數
void display(void)
{
    //清除顏色緩存和深度緩存
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    //裝入單位轉換矩陣[1 0 0 0; 0 1 0 0; 0 0 1 0; 0 0 0 1]
    glLoadIdentity();
    //平移變換命令——以後繪製的全部對象將沿Z 軸向屏幕內移動5 個單位
    glTranslatef(0.0f,0.0f,-5.0f);
    //旋轉變換命令——後繪製的全部對象將沿Y 軸正向旋轉rtri 個角度單位
    glRotatef(rtri,0.0f,1.0f,0.0f);
    //如下繪製的對象沿X 軸轉動10 度
    //glRotatef(10, 1, 0, 0);
    //查看當前的4X4 矩陣變量
    Mat44 mat;
    //取得模型-視圖變換矩陣
    glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX, mat);
    //在DOS 控制檯查看上述變換後的總變換矩陣結果
    outputmat(mat);
    //設置點元大小爲5 個像素
    glPointSize(5);
    //發出命令：開始繪製點
    glBegin(GL_POINTS);
    glColor3f(1, 0, 0);//點的顏色爲紅色
    glVertex3f(0.7, 0.5, 0.4);//頂點（vertex）位置：(0.7, 0.5, 0.4)
    glColor3f(1, 0, 0);
    glVertex3f(0.7, 0.5, -0.4);
    glEnd();//結束繪製點
    //繪製座標軸--X，Y，Z
    glBegin(GL_LINES);
    glColor3f(1, 0, 0);
    glVertex3f(0, 0, 0);
    glVertex3f(3, 0, 0);
    glColor3f(0, 1, 0);
    glVertex3f(0,0,0);
    glVertex3f(0,3,0);
    glColor3f(0, 0, 1);
    glVertex3f(0, 0, 0);
    glVertex3f(0, 0, 3);
    glEnd();
    //繪製2 個三角形
    glBegin(GL_TRIANGLES);
    glColor4f(0, 0, 1, 0.5);
    glVertex2f(-0.7, 0);
    glVertex2f(0.5, 0);
    glVertex2f(0, 0.5);
    glColor4f(0, 1, 1, 0.5);
    glVertex3f(-0.5, -0.2, 0);
    glVertex3f(0.8, -0.2, 0.3);
    glVertex3f(0, 0.2, -0.5);
    glEnd();
    //繪製實心的圓環——在原有變換基礎上，又增長了新的變換；
    //爲了避免影響後續對象的變換，採用壓棧的方式，保存當前變換矩陣
    glPushMatrix();
    {
        glTranslatef(0.0f, 0.0f, -3.0f);//用於實心圓環的變換
        glColor4f(1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.5);
        glutSolidTorus(0.3, 0.7, 30.0f, 30.0f);//繪製實心圓環
    }
    glPopMatrix(); //從堆棧中恢復已壓棧的變換矩陣
    //繪製實心球
    glPushMatrix();
    {
        glTranslatef(1.0f, 1.0f, 3.0f);//增長了變換
        glColor4f(0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.5);
        glTranslatef(0.5, 0, 0);
        glutSolidSphere(0.4f, 30.0f, 30.0f);//繪製球體
        glTranslatef(0, 0, -50);
        glutSolidSphere(0.4f, 30.0f, 30.0f);//繪製球體
    }
    glPopMatrix();
    //glScalef( 2.0, 2.0, 0.0 ); //比例變換
    //開始繪製直線段
    glBegin(GL_LINES);
    glColor3f(1, 0, 0);
    glVertex3f(0, 0, 0);
    glVertex3f(1, 0, 0);
    glColor3f(0, 1, 0);
    glVertex3f(0, 0, 0);
    glVertex3f(0, 1, 0);
    glColor3f(0, 0, 1);
    glVertex3f(0, 0, 0);
    glVertex3f(0, 0, 1);
    glEnd();
    //平移變換
    glTranslatef(-2, 0, 0);
    glCircle();
    //平移變換
    glTranslatef(2, 0, 0);
    //繪製立方體線框
    glColor4f(1, 1, 1, 0.5);
    glRotatef(30, 1, 0, 0);
    glutWireCube(1);
    rtri += 0.3;//全局的旋轉變量加0.3 度      
    //用緩衝區所繪製的對象替換窗口內容——適合於雙緩衝技術
    glutSwapBuffers();//交換雙緩存
}

//用戶自定義窗口調整大小事件的處理函數
//在這個函數中要求設置視口、投影、透視變換的相關參數
void reshape (int w, int h)
{
    //設置視口參數爲整個窗口範圍內
    glViewport(0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);
    //設置投影參數:投影矩陣初始爲單位陣
    glMatrixMode (GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    //設置透視參數: 眼睛或攝像機的視角參數爲60 度，視景體的寬度和高度比，視距（焦距）
    //(near)和視徑(far)參數
    //near = 1, far = 100, Z 軸負向順着視線方向指向屏幕內
    //X 軸正向向右，Y 軸正向向上，座標原點在屏幕中心處
    gluPerspective(60.0, (GLfloat) w/(GLfloat) h, 1.0, 100.0);
    //設置攝像機的位置及姿態參數:
    //攝像機位置(cX, cY, cZ)
    //視點所觀察中心位置Ow(oX, oY, oZ)
    //攝像機位姿參數——攝像機頂部矢量
    gluLookAt(0, 0, 5, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);
    //設置矩陣模式爲模型-視圖變換模式，以便於後面的自定義顯示函數繼續本模式
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();
}

//用戶自定義鍵盤事件處理函數
void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{
    switch (key)
    {
        case 'x':
        case 27: //ESC 鍵盤
        exit(0);
        break;
        default:
        break;
    }
}

int main(int argc, char** argv)
{
    //用命令行參數初始化OpenGL
    glutInit(&argc, argv);
    //使用RGB 色彩、雙緩存和深度模式
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
    //初始化繪圖窗口大小參數
    glutInitWindowSize(1024, 768);
    //窗口左上角座標參數
    glutInitWindowPosition(0, 0);
    //建立窗口
    glutCreateWindow("OpenGL HelloWorld");
    //用戶自定義初始化繪圖環境函數
    init();
    //用戶指定的繪圖函數，display 名可變
    glutDisplayFunc(display);
    //窗口調整大小事件的處理函數
    glutReshapeFunc(reshape);
    //窗口鍵盤處理事件的處理函數
    glutKeyboardFunc(keyboard);
    //設置窗口空閒時調用的函數
    glutIdleFunc(display);
    //進入glut 函數庫的主循環
    glutMainLoop();
    return 0;
}

 

 效果以下：

 

記得搭建好OpenGL的環境，能夠參照這篇文章：http://www.cnblogs.com/OctoptusLian/p/6834669.html

祝Coding愉快~~~