openGL学习笔记三十七：绘制简单地图

地形本质上由一个个顶点（x,y,z）组成多个三角面连接而成。

地形有两种来源：
1.美术使用3dmax、maya、bleader工具，画点、线、面，导出三维模型，然后在游戏中加载进来，进行绘制。
2.软件自身使用数据生成，如通过一张高度图生成。

涉及函数

opengl 绘制网格

     glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);

代码：

下面Terrain 类就是生成一个简单的平面地形网格。
Terrain.hpp

#pragma once#include <GL/glew.h>
#include <vector>struct  TerrainVert {float   x, y, z;
};//使用索引方式绘制地形class Terrain {public:typedef std::vector<TerrainVert>    ArrayVertex;typedef std::vector<unsigned short> ArrayIndex;public:ArrayVertex _vertex;ArrayIndex  _index;int         _drawSize;public:Terrain(void);~Terrain(void);void setup(float w, float h);void render();
};

Terrain.cpp

#include "terrain.hpp"Terrain::Terrain(void) {}Terrain::~Terrain(void) {}void Terrain::setup(float w, float h) {float   step = 1;float   startX = -w * 0.5f;float   startZ = -h * 0.5f;float   halfW = w * 0.5f;float   halfH = h * 0.5f;_drawSize = (w / step) * 2;//产生顶点数据for (float z = startZ; z <= halfW; z += step) {for (float x = startX; x <= halfH; x += step) {TerrainVert vert0 = { x,  0,  z };_vertex.push_back(vert0);}}//计算索引数据size_t  col = int(w / step + 0.5f) + 1;size_t  row = int(h / step + 0.5f) + 1;for (size_t r = 0; r < row - 1; ++r) {for (size_t i = 0; i < col - 1; ++i) {_index.push_back((r + 0) * col + i);_index.push_back((r + 1) * col + i);_index.push_back((r + 0) * col + i + 1);_index.push_back((r + 1) * col + i);_index.push_back((r + 0) * col + i + 1);_index.push_back((r + 1) * col + i + 1);}}
}void Terrain::render() {glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);glVertexPointer(3, GL_FLOAT, sizeof(TerrainVert), &_vertex[0].x);glDrawElements(GL_TRIANGLES, _index.size(), GL_UNSIGNED_SHORT, &_index.front());
}

main.cpp


/*
* 该实例演示 绘制地形网格。
* 地形原理：地形主要由很多三角形组成，terrain类 主要是生成很多三角形组成一个地面，然后采用索引缓存绘制
*/#define GLEW_STATIC
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <iostream>#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>#include <glm/vec3.hpp> // glm::vec3
#include <glm/vec4.hpp> // glm::vec4
#include <glm/mat4x4.hpp> // glm::mat4
#include <glm/ext/matrix_transform.hpp> // glm::translate, glm::rotate, glm::scale
#include <glm/ext/matrix_clip_space.hpp>#include "FreeImage.h"#include "Terrain.hpp"#pragma comment(linker, "/subsystem:\"windows\" /entry:\"mainCRTStartup\"" )  //这行是取消显示控制台char szTitle[64] = "opengl view";//glm::vec4 vec(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);//创建一个点
//glm::mat4 trans = glm::mat4(1.0f);//创建单位矩阵
//Window dimensions
const GLuint WIDTH = 800, HEIGHT = 600;GLfloat ratio = 1.f;
GLfloat xpos, ypos;glm::vec3 _eye(0, 50, 50);
glm::vec3 _lookAt(0, 0, 0);
glm::vec3 _up(0, 1, 0);glm::mat4 _matProj = glm::mat4(1.0f);//创建单位矩阵
glm::mat4 _matView = glm::mat4(1.0f);//创建单位矩阵float size = 100.0f;//顶点数据
struct Vertex {float x, y, z;float u, v;
};Vertex g_cubeVertices[] =
{{ -1.0f, -1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f },{ 1.0f, -1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f },{ 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f },{ -1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f },{ -1.0f, -1.0f, -1.0f, 1.0f, 0.0f },{ -1.0f, 1.0f, -1.0f, 1.0f, 1.0f },{ 1.0f, 1.0f, -1.0f, 0.0f, 1.0f },{ 1.0f, -1.0f, -1.0f, 0.0f, 0.0f },{ -1.0f, 1.0f, -1.0f, 0.0f, 1.0f },{ -1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f },{ 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f },{ 1.0f, 1.0f, -1.0f, 1.0f, 1.0f },{ -1.0f, -1.0f, -1.0f, 1.0f, 1.0f },{ 1.0f, -1.0f, -1.0f, 0.0f, 1.0f },{ 1.0f, -1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f },{ -1.0f, -1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f },{ 1.0f, -1.0f, -1.0f, 1.0f, 0.0f },{ 1.0f, 1.0f, -1.0f, 1.0f, 1.0f },{ 1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f },{ 1.0f, -1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f },{ -1.0f, -1.0f, -1.0f, 0.0f, 0.0f },{ -1.0f, -1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f },{ -1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f },{ -1.0f, 1.0f, -1.0f, 0.0f, 1.0f },// 地面数据{ -size, -1.0f, -size, 0.0f, 0.0f },{ -size, -1.0f, size, 100.0f, 0.0f },{ size, -1.0f, size, 100.0f, 100.0f },{ size, 0.0f, -size, 0.0f, 100.0f }
};//纹理ID
GLuint  _texture;
GLuint  _vbo;//地面纹理
GLuint  _texGround;Terrain _terrain;static void error_callback(int error, const char* description) {fputs(description, stderr);
}static void key_callback(GLFWwindow* window, int key, int scancode, int action, int mods) {std::cout << "key " << key << std::endl;switch(key) {case GLFW_KEY_ESCAPE:glfwSetWindowShouldClose(window, GL_TRUE);break;case GLFW_KEY_UP:_eye.z  -=  0.1f;   //这里修改摄像机参数break;case GLFW_KEY_DOWN:_eye.z  +=  0.1f;break;case GLFW_KEY_RIGHT:_eye.x  -=  1.0f;break;case GLFW_KEY_LEFT:_eye.x  +=  1.0f;break;default:break;}
}static void mouse_button_callback(GLFWwindow* window, int button, int action, int mods) {if(action != GLFW_PRESS)return;switch(button) {case GLFW_MOUSE_BUTTON_LEFT:std::cout << "Mosue left button clicked!" << std::endl;break;case GLFW_MOUSE_BUTTON_MIDDLE:std::cout << "Mosue middle button clicked!" << std::endl;break;case GLFW_MOUSE_BUTTON_RIGHT:std::cout << "Mosue right button clicked!" << std::endl;break;default:return;}return;
}static void cursor_position_callback(GLFWwindow* window, double x, double y) {//std::cout << "Mouse position move to X: " << x << " Y: " << y << std::endl;xpos = float((x - WIDTH / 2) / WIDTH) * 2;ypos = float(0 - (y - HEIGHT / 2) / HEIGHT) * 2;return;
}static void scroll_callback(GLFWwindow* window, double x, double y) {return;
}static unsigned createTexture(int w, int h, const void* data, GLenum type) {unsigned    texId;glGenTextures(1, &texId);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texId);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, type, w, h, 0, type, GL_UNSIGNED_BYTE, data);return  texId;
}
/**
*   使用FreeImage加载图片
*/
static unsigned createTextureFromImage(const char* fileName) {//1 获取图片格式FREE_IMAGE_FORMAT fifmt = FreeImage_GetFileType(fileName, 0);if(fifmt == FIF_UNKNOWN) {return  0;}//2 加载图片FIBITMAP    *dib = FreeImage_Load(fifmt, fileName, 0);FREE_IMAGE_COLOR_TYPE type = FreeImage_GetColorType(dib);//3 获取数据指针FIBITMAP*   temp = dib;dib = FreeImage_ConvertTo32Bits(dib);FreeImage_Unload(temp);BYTE*   pixels = (BYTE*)FreeImage_GetBits(dib);int     width = FreeImage_GetWidth(dib);int     height = FreeImage_GetHeight(dib);for(int i = 0; i < width * height * 4; i += 4) {BYTE temp = pixels[i];pixels[i] = pixels[i + 2];pixels[i + 2] = temp;}unsigned    res = createTexture(width, height, pixels, GL_RGBA);FreeImage_Unload(dib);return      res;
}static void onInit() {_texture    =   createTextureFromImage("../res/1.jpg");_texGround  =   createTextureFromImage("../res/dimian.jpg");glGenBuffers(1, &_vbo);glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, _vbo);glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(g_cubeVertices), g_cubeVertices, GL_STATIC_DRAW);glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);_terrain.setup(100, 100);glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);  //opengl 绘制网格
}static void onDestory() {glDeleteTextures(1, &_texture);glDeleteTextures(1, &_texGround);glDeleteBuffers(1, &_vbo);   //删除VBO 显存中释放VBO内存
}// 绘制
static void render(GLFWwindow * window) {glClearColor(0, 0, 0, 1);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);glEnable(GL_DEPTH_TEST);glEnable(GL_TEXTURE_2D);glMatrixMode(GL_MODELVIEW);_matView = glm::lookAt(_eye, _lookAt, _up); //使用glm数学库 根据公式计算得到视图矩阵  这公式可以推倒出来//摄像机围绕目标旋转//static float angle = 0; //旋转角度//float r = 10;           //旋转半径//_eye.x = cos(angle * glm::pi<double>() / 180) * r;//_eye.z = sin(angle * glm::pi<double>() / 180) * r;//angle += 1;  //角度每帧加一glm::mat4 matVP = _matProj * _matView;glLoadMatrixf(&matVP[0][0]);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, _texture);glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);//开始使用ID为 _vbo  的buffer 接下来的操作针对这个VBOglBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, _vbo);float* addrVertex = (float*)0;float* uvAddress = (float*)12;glVertexPointer(3, GL_FLOAT, sizeof(Vertex), addrVertex);glTexCoordPointer(2, GL_FLOAT, sizeof(Vertex), uvAddress);// 绘制 立方体glDrawArrays(GL_QUADS, 0, 24);glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);//绘制地面//glLoadIdentity(); //这里打开 地面就不会跟着旋转 说明摄像机操作的是模型矩阵_terrain.render();glfwSwapBuffers(window);glfwPollEvents();
}int main(void) {GLFWwindow * window;glfwSetErrorCallback(error_callback);if(!glfwInit())return -1;window = glfwCreateWindow(WIDTH, HEIGHT, szTitle, NULL, NULL);if(!window) {glfwTerminate();exit(EXIT_FAILURE);}glfwSetKeyCallback(window, key_callback);glfwSetMouseButtonCallback(window, mouse_button_callback);glfwSetCursorPosCallback(window, cursor_position_callback);glfwSetScrollCallback(window, scroll_callback);glfwMakeContextCurrent(window);glewExperimental = GL_TRUE;glewInit();onInit();glViewport(0, 0, WIDTH, HEIGHT); //设置opengl视口 即看到的显示区域_matProj = glm::perspective(glm::radians(60.0f), float(WIDTH) / float(HEIGHT), 0.1f, 1000.0f);//使用glm数学库 根据公式计算得到投影矩阵  这公式可以推倒出来while(!glfwWindowShouldClose(window)) {render(window);}onDestory();glfwDestroyWindow(window);glfwTerminate();return 0;
}

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