Qt5版NeHe OpenGL教程之八：3D空间中移动图像
时间：2019-07-08 13:53:01
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[导读]欢迎进入第八课。到现在为止，您应该很好的理解OpenGL了。您已经学会了设置一个OpenGL窗口的每个细节。学会在旋转的物体上贴图并打上光线以及混色(透明)处理。 这一课应该算是第一课中级
欢迎进入第八课。到现在为止，您应该很好的理解OpenGL了。您已经学会了设置一个OpenGL窗口的每个细节。学会在旋转的物体上贴图并打上光线以及混色(透明)处理。
这一课应该算是第一课中级教程。您将学到如下的知识：在3D场景中移动位图，并去除位图上的黑色象素(使用混色)。接着为黑白纹理上色，最后您将学会创建丰富的色彩，并把上过不同色彩的纹理相互混合，得到简单的动画效果。
lesson8.h
#ifndef LESSON8_H
#define LESSON8_H
#include#include#includetypedef struct // 为星星创建一个结构
{
int r, g, b; // 星星的颜色
GLfloat dist; // 星星距离中心的距离
GLfloat angle; // 当前星星所处的角度，自转角度
}stars; // 结构命名为stars
const int starCount = 50; // 星星的个数
class QPainter;
class QOpenGLContext;
class QOpenGLPaintDevice;
class Lesson8 : public QWindow, QOpenGLFunctions_1_1
{
Q_OBJECT
public:
explicit Lesson8(QWindow *parent = 0);
~Lesson8();
virtual void render(QPainter *);
virtual void render();
virtual void initialize();
public slots:
void renderNow();
protected:
void exposeEvent(QExposeEvent *);
void resizeEvent(QResizeEvent *);
void keyPressEvent(QKeyEvent *); // 键盘事件
private:
void loadGLTexture();
private:
QOpenGLContext *m_context;
bool m_twinkle; // twinkle用来跟踪闪烁效果是否启用
QVectorm_stars;
GLfloat m_zoom; // 星星离观察者的距离
GLfloat m_tilt; // 星星的倾角
GLfloat m_spin; // 闪烁星星的公转角度
GLuint m_texture[1]; // 存放一个纹理
};
#endif // LESSON8_Hlesson8.cpp
#include "lesson8.h"
#include#include#include#include#include#includeLesson8::Lesson8(QWindow *parent) :
QWindow(parent)
, m_context(0)
, m_twinkle(false)
, m_zoom(-15.0f)
, m_tilt(90.0f)
, m_spin(0.0f)
{
setSurfaceType(QWindow::OpenGLSurface);
}
Lesson8::~Lesson8()
{
glDeleteTextures(1, &m_texture[0]);
}
void Lesson8::render(QPainter *painter)
{
Q_UNUSED(painter);
}
void Lesson8::render()
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glViewport(0,0,(GLint)width(),(GLint)height()); // 重置当前视口
glMatrixMode(GL_PROJECTION); // 选择投影矩阵
glLoadIdentity(); // 重置投影矩阵为单位矩阵
gluPerspective(45.0f,(GLdouble)width()/(GLdouble)height(),0.1f,100.0f);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);// 选择模型视图矩阵
glLoadIdentity(); // 重置模型视图矩阵为单位矩阵
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_texture[0]); // 选择纹理
for (int i = 0, iend = starCount;i<iend; i++) // 循环设置所有的星星
{
glLoadIdentity(); // 绘制每颗星星之前，重置模型观察矩阵
glTranslatef(0.0f,0.0f,m_zoom); // 深入屏幕里面
glRotatef(m_tilt,1.0f,0.0f,0.0f); // 倾斜视角,初始为90°，此时Y轴正向是指向观察者的。
//现在我们来移动星星。星星开始时位于屏幕的中心。我们要做的第一件事是把场景沿Y轴旋转。
//第二行代码沿x轴移动一个正值。通常x轴上的正值代表移向了屏幕的右侧(也就是通常的x轴的正向)，但这里由于我们绕y轴旋转了坐标系，
//x轴的正向可以是任意方向。
glRotatef(m_stars[i].angle,0.0f,1.0f,0.0f); // 旋转至当前所画星星的角度
glTranslatef(m_stars[i].dist,0.0f,0.0f); // X轴正向移动
//接着的代码带点小技巧。星星实际上是一个平面的纹理。现在您在屏幕中心画了个平面的四边形然后贴上纹理，这看起来很不错。
//但是当经过X轴和Y轴的旋转以后，星星的正面并没对着我们，如果倾斜角我饿90°，那么所有的星星
//看起来就是一条细线。这不是我们所想要的。我们希望星星永远正面朝着我们，而不管屏幕如何旋转或倾斜。
//我们通过在绘制星星之前，抵消对星星所作的任何旋转来实现这个愿望。您可以采用逆序来抵消旋转。
//当我们倾斜屏幕时，我们实际上以当前角度旋转了星星。通过逆序，我们又以当前角度"反旋转"星星。
//注意，旋转只能改变星星的角度，不能改变星星的位置。
glRotatef(-m_stars[i].angle,0.0f,1.0f,0.0f);// 取消当前星星的角度
glRotatef(-m_tilt,1.0f,0.0f,0.0f); // 取消屏幕倾斜
//如果 twinkle 为 TRUE，我们在屏幕上先画一次不旋转的星星：将星星总数(num) 减去当前的星星数(loop)再减去1，
//来提取每颗星星的不同颜色(这么做是因为循环范围从0到num-1)。举例来说，结果为10的时候，我们就使用10号星星的颜色。
//这样相邻星星的颜色总是不同的。这不是个好法子，但很有效。最后一个值是alpha通道分量。这个值越小，这颗星星就越暗。
//由于启用了twinkle，每颗星星最后会被绘制两遍。程序运行起来会慢一些，这要看您的机器性能如何了。
//但两遍绘制的星星颜色相互融合，会产生很棒的效果。同时由于第一遍的星星没有旋转，启用twinkle后的星星看起来有一种动画效果。
//(如果您这里看不懂得话，就自己去看程序的运行效果吧。)
//值得注意的是给纹理上色是件很容易的事。尽管纹理本身是黑白的，纹理将变成我们在绘制它之前选定的任意颜色。
//此外，同样值得注意的是我们在这里使用的颜色值是byte型的，而不是通常的浮点数。甚至alpha通道分量也是如此。
if (m_twinkle) // 启用闪烁效果
{
// 使用byte型数值指定一个颜色
glColor4ub(m_stars[(iend-i)-1].r,m_stars[(iend-i)-1].g,m_stars[(iend-i)-1].b,255);
glBegin(GL_QUADS); // 开始绘制纹理映射过的四边形
glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f,-1.0f, 0.0f);
glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f,-1.0f, 0.0f);
glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 0.0f);
glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 0.0f);
glEnd(); // 四边形绘制结束
}
//现在绘制第二遍的星星。唯一和前面的代码不同的是这一遍的星星肯定会被绘制，并且这次的星星绕着z轴旋转。
glRotatef(m_spin,0.0f,0.0f,1.0f); // Z轴旋转星星
// 使用byte型数值指定一个颜色
glColor4ub(m_stars[i].r,m_stars[i].g,m_stars[i].b,255);
glBegin(GL_QUADS); // 开始绘制纹理映射过的四边形
glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f,-1.0f, 0.0f);
glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f,-1.0f, 0.0f);
glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 0.0f);
glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 0.0f);
glEnd(); // 四边形绘制结束
//以下的代码代表星星的运动。我们增加spin的值来旋转所有的星星(公转)。
//然后，将每颗星星的自转角度增加loop/num。这使离中心更远的星星转的更快。
//最后减少每颗星星离屏幕中心的距离。这样看起来，星星们好像被不断地吸入屏幕的中心。
m_spin+=0.01f; // 星星的公转
m_stars[i].angle+=float(i)/iend; // 改变星星的自转角度
m_stars[i].dist-=0.01f; // 改变星星离中心的距离
//接着几行检查星星是否已经碰到了屏幕中心。当星星碰到屏幕中心时，
//我们为它赋一个新颜色，然后往外移5个单位，这颗星星将踏上它回归屏幕中心的旅程。
if (m_stars[i].dist<0.0f) // 星星到达中心了么
{
m_stars[i].dist+=5.0f; // 往外移5个单位
m_stars[i].r=qrand()%256; // 赋一个新红色分量
m_stars[i].g=qrand()%256; // 赋一个新绿色分量
m_stars[i].b=qrand()%256; // 赋一个新蓝色分量
}
}
}
void Lesson8::initialize()
{
loadGLTexture(); // 加载纹理
glEnable(GL_TEXTURE_2D); // 启用纹理映射
glShadeModel(GL_SMOOTH); // 启用平滑着色
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f); // 黑色背景
glClearDepth(1.0f); // 设置深度缓存
// glEnable(GL_DEPTH_TEST); // 启用深度测试
// glDepthFunc(GL_LEQUAL); // 深度测试类型
// 接着告诉OpenGL我们希望进行最好的透视修正。这会十分轻微的影响性能。但使得透视图看起来好一点。
glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);
glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE); // 基于源象素alpha通道值的半透明混合函数
glEnable(GL_BLEND); // 打开混合
//以下是新增的代码。设置了每颗星星的起始角度、距离、和颜色。您会注意到修改结构的属性有多容易。
//全部50颗星星都会被循环设置。
for (int i = 0, iend = starCount; isetFormat(requestedFormat());
m_context->create();
needsInitialize = true;
}
m_context->makeCurrent(this);
if (needsInitialize) {
initializeOpenGLFunctions();
initialize();
}
render();
m_context->swapBuffers(this);
}
void Lesson8::loadGLTexture()
{
QImage image(":/image/Star.bmp");
image = image.convertToFormat(QImage::Format_RGB888);
image = image.mirrored();
glGenTextures(1, &m_texture[0]);// 创建一个纹理
// 创建一个线性滤波纹理
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_texture[0]);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, image.width(), image.height(),
0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, image.bits());
}
void Lesson8::exposeEvent(QExposeEvent *event)
{
Q_UNUSED(event);
if (isExposed())
{
renderNow();
}
}
void Lesson8::resizeEvent(QResizeEvent *event)
{
Q_UNUSED(event);
if (isExposed())
{
renderNow();
}
}
void Lesson8::keyPressEvent(QKeyEvent *event)
{
int key=event->key();
switch(key)
{
case Qt::Key_T:
{
m_twinkle=!m_twinkle; // 控制闪烁
break;
}
case Qt::Key_Up:
{
m_tilt-=0.5f;
break;
}
case Qt::Key_Down:
{
m_tilt+=0.5f;
break;
}
case Qt::Key_Right:
{
m_zoom-=0.2f;
break;
}
case Qt::Key_Left:
{
m_zoom+=0.2f;
break;
}
}
if(key==Qt::Key_T||key==Qt::Key_Up||key==Qt::Key_Down||key==Qt::Key_Right||key==Qt::Key_Left)
{
renderNow();
}
}main.cpp
#include#includeint main(int argc, char *argv[])
{
QGuiApplication app(argc, argv);
QSurfaceFormat format;
format.setSamples(16);
Lesson8 window;
window.setFormat(format);
window.resize(640, 480);
window.show();
return app.exec();
}运行效果（通过方向键可得到下图）
按键控制
T键：打开和关闭星星闪烁效果
Left和Right：控制星星的远近
Up和Down：控制星星的倾角
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