使用 OpenGL 绘制正方形

使用 OpenGL 绘制正方形流程

最终效果如下：

要实现上图效果，需要两个操作：绘制正方形和添加移动指令。

使用 OpenGL 绘制正方形

由于该项目在 Mac App 环境下搭建，Mac 下环境搭建及 Mac 开发相关窗口不做讨论，如果有机会会在以后专门创建 Mac 开发下的学习笔记讨论相关操作。

Mac 环境下需要用到的库

#include "GLShaderManager.h"
#include "GLTools.h"
#include <GLUT/GLUT.h>

GLShaderManager 是 GLTools 的 C++ 类，部分相关知识可以参考 关于 OpenGL 固定存储着色器的理解

绘制正方形流程

首先需要定义一个着色管理器：

GLShaderManager shaderManager;

设置一些参数：

GLBatch triangleBatch;

//blockSize 正方形的边长
GLfloat blockSize = 0.2f;

//正方形的4个点坐标
GLfloat vVerts[] = {
        -blockSize,-blockSize,0.0f,
        blockSize,-blockSize,0.0f,
        blockSize,blockSize,0.0f,
        -blockSize,blockSize,0.0f
};

GLBatch：是 GLTools 的一个简单的容器类。可以作为 7 种几何图元简单批次容器使用，而且它知道在使用 GLShaderManager 支持的任意存储着色器时如何对图元进行渲染。
GLfloat：使用 GLfloat 和使用 float 效果一致，但是因为不同的编译器中 float 占用的字节数可能不同，而使用 GLfloat 则是在不同的环境下对应不同的处理，以确保字节数相等。

//设置当前工作目录，针对MAC OS X
gltSetWorkingDirectory(argv[0]);
    
//初始化 GLUT 库
glutInit(&argc, argv);
    
//初始化双缓冲窗口
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE|GLUT_RGBA|GLUT_DEPTH|GLUT_STENCIL);
    
//GLUT窗口大小、窗口标题
glutInitWindowSize(500, 500);
glutCreateWindow("Triangle");
    
/*
 GLUT 内部运行一个本地消息循环，拦截适当的消息。然后调用我们不同时间注册的回调函数。我们一共注册2个回调函数：
 1）为窗口改变大小而设置的一个回调函数
 2）包含OpenGL 渲染的回调函数
 */
//注册重塑函数
glutReshapeFunc(changeSize);
//注册显示函数
glutDisplayFunc(RenderScene);
//注册特殊函数
glutSpecialFunc(SpecialKeys);
     
//初始化一个 GLEW 库
GLenum status = glewInit();
if (GLEW_OK != status) {
    printf("GLEW Error:%s\n",glewGetErrorString(status));
    return 1;
}
    
//设置我们的渲染环境
setupRC();

• 初始化双缓冲窗时参数 GLUT_DOUBLE、GLUT_RGBA、GLUT_DEPTH、GLUT_STENCIL分别指双缓冲窗口、RGBA 颜色模式、深度测试、模板缓冲区
• 初始化一个 GLEW 库是为了确保OpenGL API对程序完全可用。在试图做任何渲染之前，要检查确定驱动程序的初始化过程中没有任何问题

设置渲染环境：

//设置背景颜色
glClearColor(0.7f, 0.7f, 0.7f, 1.0f);

//初始化一个渲染管理器
shaderManager.InitializeStockShaders();

//修改为GL_TRIANGLE_FAN ，4个顶点
triangleBatch.Begin(GL_TRIANGLE_FAN, 4);
triangleBatch.CopyVertexData3f(vVerts);
triangleBatch.End();

渲染图形：

void setupRC()
{
    //清除一个或者一组特定的缓存区
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT|GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
    
    //设置正方形的颜色
    GLfloat vRed[] = {1.0,0.0,0.0,1.0f};
    
    //使用单元着色器绘制图形
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_IDENTITY,vRed);
    
    //提交着色器
    triangleBatch.Draw();
    
    //将后台缓冲区进行渲染，然后结束后交换给前台
    glutSwapBuffers();
}

glClear()：函数的作用是用当前缓冲区清除值，也就是glClearColor或者glClearDepth、glClearIndex、glClearStencil、glClearAccum等函数所指定的值来清除指定的缓冲区。参数：

• GL_COLOR_BUFFER_BIT：指示当前激活的用来进行颜色写入缓冲区
• GL_DEPTH_BUFFER_BIT：指示深度缓存区
• GL_STENCIL_BUFFER_BIT：指示模板缓冲区

缓冲区：缓冲区保存在GPU内存中，它们提供高速和高效的访问。OpenGL 中包含四种缓冲区，分别是颜色缓冲区、深度缓冲区、模板缓冲区和积累缓冲区。

至此，就可以看到如下效果了：

添加移动指令

下面来为之前绘制的图形添加一些指令操作，使图形可以在键盘操作下进行移动。

void SpecialKeys(int key, int x, int y){
    
    GLfloat stepSize = 0.025f;
    
    GLfloat blockX = vVerts[0];
    GLfloat blockY = vVerts[10];
    
    printf("v[0] = %f\n",blockX);
    printf("v[10] = %f\n",blockY);
    
    
    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;
    }

    //触碰到边界（4个边界）的处理
    
    //当正方形移动超过最左边的时候
    if (blockX < -1.0f) {
        blockX = -1.0f;
    }
    
    //当正方形移动到最右边时
    //1.0 - blockSize * 2 = 总边长 - 正方形的边长 = 最左边点的位置
    if (blockX > (1.0 - blockSize * 2)) {
        blockX = 1.0f - blockSize * 2;
    }
    
    //当正方形移动到最下面时
    //-1.0 - blockSize * 2 = Y（负轴边界） - 正方形边长 = 最下面点的位置
    if (blockY < -1.0f + blockSize * 2 ) {
        
        blockY = -1.0f + blockSize * 2;
    }
    
    //当正方形移动到最上面时
    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);
    
    glutPostRedisplay();
}