案例 02、OpenGL入门--正方形键位控制
OpenGL + OpenGL ES +Metal 系列文章汇总
效果图如下所示:
整体的流程图如下
主要需要实现以下两部分:
- 绘制正方形
- 特殊键位移动函数
绘制正方形
在之前的三角形绘制中,我们已经了解了图形绘制的一个基本流程,那么正方形的绘制就是水到渠成的,只需要在三角形代码的基础上做以下修改:
- 定义顶点到原心距离,即
正方形边长 = blockSize * 2
GLfloat blockSize = 0.1f;
- 修改顶点数组
//正方形四个点的坐标
GLfloat vVerts[] = {-blockSize, -blockSize, 0.0f,blockSize, -blockSize, 0.0f,blockSize, blockSize, 0.0f,-blockSize, blockSize, 0.0f,
};
- 修改setupRC函数中图元的连接方式
//将 GL_TRIANGLES 修改为 GL_TRIANGLE_FAN ,4个顶点triangleBatch.Begin(GL_TRIANGLE_FAN, 4);
到此,正方形就绘制完成了,接下来我们需要完成正方形键位控制效果
键位控制效果
主要是指正方形根据选择键盘的上下左右键移动。
该效果的实现有两种方式
- 坐标更新方式
- 矩阵方式
打个比方,有100件需要染同一种颜色的衣服,你可以选择一件一件的染色,也可以选择同时将100件放入染缸,一起染色,
- 其中一件一件染色指代的就是坐标更新方式,适用于顶点较少的图形,
- 同时放入染色指代的就是矩阵方式,当图形顶点非常多的,再用坐标更新就不合适了,需要使用矩阵来同时更新。
坐标更新方式
顶点根据相对顶点逐个更新顶点坐标,在SpecialKeys函数中完成键位移动时坐标的更新,并手动调用渲染。
三个自定义函数的流程图如下:
ChangeSize和RenderScene就不做解释了,在绘制时,这部分已经完成了,主要说说SpecialKeys
函数
- 首先需要定义一个步长
- 定义一个相对顶点的x和y值
假设正方形如下图所示,以D为相对顶点
- 根据键位方向,分别更新x 和 y
- 边缘碰撞处理
如果没有这个步骤,图形移动到边缘时,就会移动到屏幕不可见的区域,下图可以说明4个方向对边缘碰撞处理是如何计算的,这里就不做详细说明了
具体的代码实现如下:
//key 枚举值,x、y是位置
void SpecialKeys(int key, int x, int y){//步长GLfloat stepSize = 0.025f;//相对点的坐标GLfloat blockX = vVerts[0];GLfloat blockY = vVerts[10];printf("v[0] = %f\n",blockX);printf("v[10] = %f\n",blockY);//根据移动方向,更新相对坐标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 > (1.0f - 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);//重新计算正方形的位置//一个顶点有三个数 x、y、zvVerts[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]);//更新顶点数据triangleBatch.CopyVertexData3f(vVerts);//重新渲染提交 --> RenderSceneglutPostRedisplay();}
###矩阵方式
主要是根据x轴、y轴移动的距离,生成一个平移矩阵,通过图形*平移矩阵 = 移动后的图形
,得到最终效果
涉及两个函数:RenderScene、SpecialKeys
矩阵方式中自定义函数的流程如下:
SpecialKeys 函数
- 定义步长及两个全局变量(相对于x轴和y轴的平移距离)
//记录移动图形时,在x轴上平移的距离
GLfloat xPos = 0.0f;
//记录移动图形时,在y轴上平移的距离
GLfloat yPos = 0.0f;GLfloat stepSize = 0.025f;
- 根据移动方向,计算移动距离
- 边缘碰撞处理
其移动距离计算的理解如图所示
==> 可以将初始化的平移距离理解为正方形的中心,即原点,在图形移动时,其中心点也发生了移动,所以我们要计算的边缘的移动距离就是两个中心店之间的平移距离
- 手动触发重新渲染
具体实现如下:
//使用矩阵方式(一起搞定),不需要修改每个顶点,只需要记录移动步长,碰撞检测
void SpecialKeys(int key, int x, int y){GLfloat stepSize = 0.025f;if (key == GLUT_KEY_UP) {yPos += stepSize;}if (key == GLUT_KEY_DOWN) {yPos -= stepSize;}if (key == GLUT_KEY_LEFT) {xPos -= stepSize;}if (key == GLUT_KEY_RIGHT) {xPos += stepSize;}//碰撞检测 xPos是平移距离,即移动量if (xPos < (-1.0f + blockSize)) {xPos = -1.0f + blockSize;}if (xPos > (1.0f - blockSize)) {xPos = 1.0f - blockSize;}if (yPos < (-1.0f + blockSize)) {yPos = -1.0f + blockSize;}if (yPos > (1.0f - blockSize)) {yPos = 1.0f - blockSize;}glutPostRedisplay();}
RenderScene 函数
主要步骤如下:
- 清理特定缓存区
- 根据平移距离计算平移矩阵
- 将矩阵结果交给存储着色器(平面着色器)中绘制
在位置更新方式中,使用的是单元着色器,而矩阵方式中,涉及的矩阵是4*4的,单元着色器不够用,所以使用平面着色器
具体的代码实现如下
//开始渲染
void RenderScene(void){//1.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);//1.设置颜色RGBAGLfloat vRed[] = {1.0f, 0.5f, 0.0f, 1.0f};//定义矩阵M3DMatrix44f mTransformMatrix;//平移矩阵m3dTranslationMatrix44(mTransformMatrix, xPos, yPos, 0.0f);//当单元着色器不够用时,使用平面着色器//参数1:存储着色器类型//参数2:使用什么矩阵变换//参数3:颜色shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, mTransformMatrix, vRed);//提交着色器triangleBatch.Draw();glutSwapBuffers();
}
完整代码见Github -02_正方形键位控制
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