OpenGL蓝宝书源码学习（十二）第五章——Tunnel.cpp

最新推荐文章于 2021-03-27 23:28:00 发布
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#opengl #源码 #纹理 #csdn

本文介绍了一个OpenGL隧道渲染示例，展示了如何使用纹理对象和 mip 映射来渲染一个隧道场景。用户可以通过方向键控制视角前进后退，并通过右键菜单选择不同的纹理过滤方式。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

隧道源码示例

// Tunnel.cpp
// Demonstrates mipmapping and using texture objects
// OpenGL SuperBible
// Richard S. Wright Jr.
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#ifdef __APPLE__
#include 
#else
#define FREEGLUT_STATIC
#include 
#endif


GLShaderManager		shaderManager;			// Shader Manager
GLMatrixStack		modelViewMatrix;		// Modelview Matrix
GLMatrixStack		projectionMatrix;		// Projection Matrix
GLFrustum			viewFrustum;			// View Frustum
GLGeometryTransform	transformPipeline;		// Geometry Transform Pipeline

GLBatch             floorBatch;
GLBatch             ceilingBatch;
GLBatch             leftWallBatch;
GLBatch             rightWallBatch;

GLfloat             viewZ = -65.0f;

// Texture objects
#define TEXTURE_BRICK   0
#define TEXTURE_FLOOR   1
#define TEXTURE_CEILING 2
#define TEXTURE_COUNT   3
GLuint  textures[TEXTURE_COUNT];
const char *szTextureFiles[TEXTURE_COUNT] = { "brick.tga", "floor.tga", "ceiling.tga" };



///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Change texture filter for each texture object
void ProcessMenu(int value)
	{
    GLint iLoop;
    
    for(iLoop = 0; iLoop < TEXTURE_COUNT; iLoop++)
        {
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[iLoop]);
        
        switch(value)
            {
            case 0:
                glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
                break;
                
            case 1:
                glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
                break;
                
            case 2:
                glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST);
                break;
            
            case 3:
                glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR);
                break;
            
            case 4:
                glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST);
                break;
                
            case 5:
                glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR);
                break;                
            }
        }
        
    // Trigger Redraw
	glutPostRedisplay();
	}


//////////////////////////////////////////////////////////////////
// This function does any needed initialization on the rendering
// context.  Here it sets up and initializes the texture objects.
void SetupRC()
    {
    GLbyte *pBytes;
    GLint iWidth, iHeight, iComponents;
    GLenum eFormat;
    GLint iLoop;
    
	// Black background
	glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f,1.0f);
    
    shaderManager.InitializeStockShaders();

    // Load textures
    glGenTextures(TEXTURE_COUNT, textures);
    for(iLoop = 0; iLoop < TEXTURE_COUNT; iLoop++)
        {
        // Bind to next texture object
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[iLoop]);
        
        // Load texture, set filter and wrap modes
        pBytes = gltReadTGABits(szTextureFiles[iLoop],&iWidth, &iHeight,
                              &iComponents, &eFormat);

        // Load texture, set filter and wrap modes
        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
        glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, iComponents, iWidth, iHeight, 0, eFormat, GL_UNSIGNED_BYTE, pBytes);
        glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
        // Don't need original texture data any more
        free(pBytes);
        }
        
    // Build Geometry
    GLfloat z;
    floorBatch.Begin(GL_TRIANGLE_STRIP, 28, 1);
    for(z = 60.0f; z >= 0.0f; z -=10.0f)
        {
        floorBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 0.0f);
        floorBatch.Vertex3f(-10.0f, -10.0f, z);
         
        floorBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 0.0f);
        floorBatch.Vertex3f(10.0f, -10.0f, z);
         
        floorBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 1.0f);
        floorBatch.Vertex3f(-10.0f, -10.0f, z - 10.0f);
         
        floorBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 1.0f);
        floorBatch.Vertex3f(10.0f, -10.0f, z - 10.0f);
        }
    floorBatch.End();
    
    ceilingBatch.Begin(GL_TRIANGLE_STRIP, 28, 1);
    for(z = 60.0f; z >= 0.0f; z -=10.0f)
        {
        ceilingBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 1.0f);
        ceilingBatch.Vertex3f(-10.0f, 10.0f, z - 10.0f);
        
        ceilingBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 1.0f);
        ceilingBatch.Vertex3f(10.0f, 10.0f, z - 10.0f);
        
        ceilingBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 0.0f);
        ceilingBatch.Vertex3f(-10.0f, 10.0f, z);

        ceilingBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 0.0f);
        ceilingBatch.Vertex3f(10.0f, 10.0f, z);
        }
    ceilingBatch.End();
    
    leftWallBatch.Begin(GL_TRIANGLE_STRIP, 28, 1);
    for(z = 60.0f; z >= 0.0f; z -=10.0f)
        {
        leftWallBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 0.0f);
        leftWallBatch.Vertex3f(-10.0f, -10.0f, z);
        
        leftWallBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 1.0f);
        leftWallBatch.Vertex3f(-10.0f, 10.0f, z);
        
        leftWallBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 0.0f);
        leftWallBatch.Vertex3f(-10.0f, -10.0f, z - 10.0f);

        leftWallBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 1.0f);
        leftWallBatch.Vertex3f(-10.0f, 10.0f, z - 10.0f);
        }
    leftWallBatch.End();
    
    
    rightWallBatch.Begin(GL_TRIANGLE_STRIP, 28, 1);
    for(z = 60.0f; z >= 0.0f; z -=10.0f)
        {
        rightWallBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 0.0f);
        rightWallBatch.Vertex3f(10.0f, -10.0f, z);
        
        rightWallBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 1.0f);
        rightWallBatch.Vertex3f(10.0f, 10.0f, z);
        
        rightWallBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 0.0f);
        rightWallBatch.Vertex3f(10.0f, -10.0f, z - 10.0f);

        rightWallBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 1.0f);
        rightWallBatch.Vertex3f(10.0f, 10.0f, z - 10.0f);
        }
    rightWallBatch.End();
    }
    
///////////////////////////////////////////////////
// Shutdown the rendering context. Just deletes the
// texture objects
void ShutdownRC(void)
    {
    glDeleteTextures(TEXTURE_COUNT, textures);
    }
    

///////////////////////////////////////////////////
// Respond to arrow keys, move the viewpoint back
// and forth
void SpecialKeys(int key, int x, int y)
	{
	if(key == GLUT_KEY_UP)
        viewZ += 0.5f;

	if(key == GLUT_KEY_DOWN)
        viewZ -= 0.5f;

	// Refresh the Window
	glutPostRedisplay();
	}

/////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Change viewing volume and viewport.  Called when window is resized
void ChangeSize(int w, int h)
    {
    GLfloat fAspect;

    // Prevent a divide by zero
    if(h == 0)
        h = 1;

    // Set Viewport to window dimensions
    glViewport(0, 0, w, h);

    fAspect = (GLfloat)w/(GLfloat)h;

    // Produce the perspective projection
	viewFrustum.SetPerspective(80.0f,fAspect,1.0,120.0);
    projectionMatrix.LoadMatrix(viewFrustum.GetProjectionMatrix());
    transformPipeline.SetMatrixStacks(modelViewMatrix, projectionMatrix);

    }

///////////////////////////////////////////////////////
// Called to draw scene
void RenderScene(void)
    {
    // Clear the window with current clearing color
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

    modelViewMatrix.PushMatrix();
        modelViewMatrix.Translate(0.0f, 0.0f, viewZ);
        
        shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), 0);

        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[TEXTURE_FLOOR]);
        floorBatch.Draw();
        
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[TEXTURE_CEILING]);
        ceilingBatch.Draw();
        
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[TEXTURE_BRICK]);
        leftWallBatch.Draw();
        rightWallBatch.Draw();
        
    modelViewMatrix.PopMatrix();

    // Buffer swap
    glutSwapBuffers();
    }


//////////////////////////////////////////////////////
// Program entry point
int main(int argc, char *argv[])
    {
    gltSetWorkingDirectory(argv[0]);

    // Standard initialization stuff
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB);
    glutInitWindowSize(800, 600);
    glutCreateWindow("Tunnel");
    glutReshapeFunc(ChangeSize);
    glutSpecialFunc(SpecialKeys);
    glutDisplayFunc(RenderScene);
    
    // Add menu entries to change filter
    glutCreateMenu(ProcessMenu);
    glutAddMenuEntry("GL_NEAREST",0);
    glutAddMenuEntry("GL_LINEAR",1);
    glutAddMenuEntry("GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST",2);
    glutAddMenuEntry("GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR", 3);
    glutAddMenuEntry("GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST", 4);
    glutAddMenuEntry("GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR", 5);

    glutAttachMenu(GLUT_RIGHT_BUTTON);
    
    GLenum err = glewInit();
    if (GLEW_OK != err) {
        fprintf(stderr, "GLEW Error: %s\n", glewGetErrorString(err));
        return 1;
    }
        
    
    // Startup, loop, shutdown
    SetupRC();
    glutMainLoop();
    ShutdownRC();
    
    return 0;
    }

运行时，按下前后方向键可前后行进。右键鼠标，有6个选项菜单，可以选择纹理贴图的过滤方式和Mip纹理贴图过滤方式。


通过上一个源码示例的学习，我们已经熟悉了纹理的一些应用的知识，着了解析学习一下新的渲染知识。

一、源码解析

1、全局变量定义

//上下左右墙壁的批次图元的定义

GLBatch             floorBatch;
GLBatch             ceilingBatch;
GLBatch             leftWallBatch;
GLBatch             rightWallBatch;

//视坐标Z轴平移的的像素值

GLfloat             viewZ = -65.0f;

// 定义纹理标识和执行纹理贴图文件的指针
#define TEXTURE_BRICK   0
#define TEXTURE_FLOOR   1
#define TEXTURE_CEILING 2
#define TEXTURE_COUNT   3
GLuint  textures[TEXTURE_COUNT];
const char *szTextureFiles[TEXTURE_COUNT] = { "brick.tga", "floor.tga", "ceiling.tga" };

2、函数解析

1）void SetupRC()

 GLbyte *pBytes;    //声明指向纹理数据的指针，
 GLint iWidth, iHeight, iComponents; //返回的指向新的缓冲区、纹理的高低各宽度。
 GLenum eFormat;   //OpenGL图像数据格式
 GLint iLoop;   //循环加载纹理的局部变量

......


 glGenTextures(TEXTURE_COUNT, textures);   //生成纹理，注意是三个纹理标识符(数组)

//循环绑定纹理标识符，并读取纹理贴图文件的数据
 for(iLoop = 0; iLoop < TEXTURE_COUNT; iLoop++)
     {
     //绑定纹理标识符
     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[iLoop]);

     //读取纹理贴图的纹理数据，与绑定的纹理标识符一一对应

     pBytes = gltReadTGABits(szTextureFiles[iLoop],&iWidth, &iHeight,
                              &iComponents, &eFormat);

     //设置纹理的过滤和环绕方式

      glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
      glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
      glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
      glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);

     //载入纹理数据
      glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, iComponents, iWidth, iHeight, 0, eFormat, GL_UNSIGNED_BYTE, pBytes);

    //生成Mip贴图层
      glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);

    //载入纹理数据之后可以释放纹理数据的临时指针
        free(pBytes);

 // 建立天花板的墙体图形
    GLfloat z;   //z轴的坐标值
    floorBatch.Begin(GL_TRIANGLE_STRIP, 28, 1); //绘制线带(顶点连成线)

//指定Mip贴图纹理层次，纹理坐标。以视坐标的z轴循环

    for(z = 60.0f; z >= 0.0f; z -=10.0f)
        {
        floorBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 0.0f);
        floorBatch.Vertex3f(-10.0f, -10.0f, z);

 floorBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 0.0f);
        floorBatch.Vertex3f(10.0f, -10.0f, z);
         
        floorBatch.MultiTexCoord2f(0, 0.0f, 1.0f);
        floorBatch.Vertex3f(-10.0f, -10.0f, z - 10.0f);
         
        floorBatch.MultiTexCoord2f(0, 1.0f, 1.0f);
        floorBatch.Vertex3f(10.0f, -10.0f, z - 10.0f);
        }
    floorBatch.End();

//左右和下面的墙体按照以上同样的方式建立图元

2）void RenderScene(void)

modelViewMatrix.PushMatrix(); //默认压栈单位矩阵到模型视图矩阵堆栈中
        modelViewMatrix.Translate(0.0f, 0.0f, viewZ);//创建一个沿Z轴的平移矩阵再与模型视图矩阵堆栈顶部的矩阵相乘，再压栈到堆栈

//选择使用纹理提到换着色器，使用绑定到0指定的纹理单元的纹理对几何图形进行变换

shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_TEXTURE_REPLACE, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), 0);

//提交天花板墙体批次图元给着色器绘制渲染

 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[TEXTURE_FLOOR]);
        floorBatch.Draw();

//提交地面墙体批次图元给着色器绘制渲染

 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[TEXTURE_CEILING]);
        ceilingBatch.Draw()

//提交两侧墙体批次图元给着色器绘制渲染

glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[TEXTURE_BRICK]);
        leftWallBatch.Draw();
        rightWallBatch.Draw();

3）void SpecialKeys

//设置上下键时，视坐标的z轴进行改变

{
if(key == GLUT_KEY_UP)
        viewZ += 0.5f;


if(key == GLUT_KEY_DOWN)
        viewZ -= 0.5f;


// Refresh the Window
glutPostRedisplay();
}

4）void ProcessMenu(int value) //创建菜单的回调函数

GLint iLoop;
    //循环依次绑定纹理单元标识符，右键出现菜单栏后选择不同的菜单后，设置不同的过滤方式。
    for(iLoop = 0; iLoop < TEXTURE_COUNT; iLoop++)
        {
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[iLoop]);
        
        switch(value)
            {
            case 0:
                glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
                break;
                
            case 1:
                glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
                break;
                
            case 2:
                glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST);
                break;
            
            case 3:
                glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR);
                break;
            
            case 4:
                glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST);
                break;
                
            case 5:
                glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR);
                break;                
            }

 // Trigger Redraw
glutPostRedisplay();

｝

二、小结

此源码示例，与上一个纹理的示例不同点再与在SetupRC一次性设置，使用一个循环一对一一次绑定纹理标识并读取和载入纹理数据，并且生成了Mip贴图层。添加了一个菜单栏，右键鼠标后出现单击选择不同的栏，可以选择不同的过滤方式，再刷新渲染。

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