OpenGL背面剔除

最新推荐文章于 2025-05-14 22:27:35 发布

攻城狮一叶秋

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分类专栏： OpenGL 文章标签： opengl visual studio 编程

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背面剔除就是对几何体的背面，我们看不到的三角形进行剔除，以便提高性能

我们先来看一个没有背面剔除的例子

这是一个类似于游泳圈的模型，稍微的对其旋转了一下，从侧面看到的效果如下图：

我们看到有一些黑色的线条这是因为在没有开启背面剔除模式的情况下，三角形的排序可能会出现混乱，从而造成这种现象。

我们来看看怎么来写这个例子

工程的创建在前面已经讲过了

首先头文件部分

<pre name="code" class="cpp">#include <GLTools.h>	// OpenGL toolkit
#include <GLMatrixStack.h>
#include <GLFrame.h>
#include <GLFrustum.h>
#include <GLGeometryTransform.h>

#include <math.h>

#define FREEGLUT_STATI
#include <GL/glut.h>

全局变量部分

GLFrame             viewFrame;
GLFrustum           viewFrustum;//视景体
GLTriangleBatch     torusBatch;
GLMatrixStack       modelViewMatix; //模型视图矩阵
GLMatrixStack       projectionMatrix; //投影矩阵
GLGeometryTransform transformPipeline;//几何变换管线
GLShaderManager     shaderManager;

main函数，几乎和前面没有区别只是多了一行用来检测键盘方向键的按下，从而旋转泳圈模型的

<pre name="code" class="cpp">int main(int argc, char* argv[]){
    //设置当前工作目录  
    gltSetWorkingDirectory(argv[0]);  
    //初始化GLUT库  
    glutInit(&argc, argv);   
    //告诉GLUT在创建窗口时要使用哪种类型的窗口显示模式，这里只简单的设置为RGBA颜色模式，双缓冲模式  
    //双缓冲模式就是图形先渲染到后台缓冲区，然后再调用glutSwapBuffers()一起渲染到前台缓冲区  
    glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA|GLUT_DOUBLE);  
    //要创建的窗口大小  
    glutInitWindowSize(800, 600);  
    //要创建的窗口标题  
    glutCreateWindow("Primitices");  
    //窗口大小改变时的回调函数  
    glutReshapeFunc(ChangeSize);  
    //渲染的回调函数  
    glutDisplayFunc(RenderScene);  
    //检测键盘方向键按下的回调函数
    glutSpecialFunc(SpecialKeys);
    其中ChangeSize和RenderScene函数稍后再讲  
    //初始化GLEW库，这个库被封装在GLTools中，主要调用OPenGL的一些接口  
    GLenum err = glewInit();  
    if (GLEW_OK != err) {  
        fprintf(stderr, "GLEW Error: %s\n", glewGetErrorString(err));  
        return 1;  
    }  
    //初始化函数，用于创建渲染环境，初始化数据等，这个函数在后面实现  
    SetupRC();  
    //开始主消息循环  
    glutMainLoop();  
    return 0;
}

初始化函数 SetupRC()

void SetupRC()
{
    // Black background
    glClearColor(0.3f, 0.3f, 0.3f, 1.0f );
    //初始化着色器管理类
    shaderManager.InitializeStockShaders();
    //把模型延Z轴的负方向移动7个单位
    viewFrame.MoveForward(7.0f);
    // gltMakeTorus函数会创建一个泳圈模型的数据，并保存在torusBatch中 随后我们调用torusBatch.Draw() 即可绘制出泳圈模型
    gltMakeTorus(torusBatch, 1.0f, 0.3f, 52, 26);
	//设置点的大小
    glPointSize(4.0f);
}

//下面是窗口改变的回调函数ChangeSize

void ChangeSize(int w, int h)
{
    // Prevent a divide by zero
    if(h == 0)
	h = 1;
    // 设置视口大小
    glViewport(0, 0, w, h);
	//创建投影矩阵，并将它载入到投影矩阵堆栈中
    viewFrustum.SetPerspective(35.0f, float(w)/float(h), 1.0f, 100.0f);
    projectionMatrix.LoadMatrix(viewFrustum.GetProjectionMatrix());
	//把模型视图矩阵 和 投影矩阵 设置到管理管线的对象transformPipeline中 以便对模型视图矩阵 和 投影矩阵 进行管理
    transformPipeline.SetMatrixStacks(modelViewMatix, projectionMatrix);
}

//下面是渲染函数 RenderScene

void RenderScene(void)
{
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

	// 开启背面剔除
	glEnable(GL_CULL_FACE);
	//glDisable(GL_CULL_FACE);
	//设置模型视图矩阵
	modelViewMatix.PushMatrix(viewFrame);
	//设置着色器    
	GLfloat vRed[] = { 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };
	shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_DEFAULT_LIGHT, transformPipeline.GetModelViewMatrix(), transformPipeline.GetProjectionMatrix(), vRed);
    
	//绘制泳圈模型
	torusBatch.Draw();
	//回复模型视图矩阵
	modelViewMatix.PopMatrix();

	glutSwapBuffers();
}

//下面是响应键盘按键的函数SpecialKeys

void SpecialKeys(int key, int x, int y)
{
	//其中RotateWorld标示把角度转换为弧度
	//这里把旋转矩阵放在对象viewFrame中 在渲染函数 RenderScene函数 中 
	//通过modelViewMatix.PushMatrix(viewFrame) 来使用该旋转矩阵
	//绕x转-5度
	if(key == GLUT_KEY_UP)
		viewFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(-5.0), 1.0f, 0.0f, 0.0f);
	//绕x转5度
	if(key == GLUT_KEY_DOWN)
		viewFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(5.0), 1.0f, 0.0f, 0.0f);
	//绕y转-5度
	if(key == GLUT_KEY_LEFT)
		viewFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(-5.0), 0.0f, 1.0f, 0.0f);
	//绕y转5度
	if(key == GLUT_KEY_RIGHT)
		viewFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(5.0), 0.0f, 1.0f, 0.0f);

	// 刷新窗口
	glutPostRedisplay();
}

大家注意到在渲染函数RenderScene中有这样一句

// 开启背面剔除
	glEnable(GL_CULL_FACE);

这样就开启了背面剔除功能关闭背面剔除函数

glDisable(GL_CULL_FACE);

开启背面剔除效果如下图

不在有黑色的线条了