Qt+OpenGL实现三维地形显示

因为项目需要，要用Qt+OpenGL显示三维地形，业务代码涉及保密，但是这种纯技术上的东西还是可以分享的。

话不多说，先看效果

这里我介绍一个简单的使用QT中的OpenGL实现三维地形显示的demo，可以实现第一人称的前后左右以及左右旋转上升下降等动作。

opengl的程序大多是三步式操作。主要实现三个函数就可以了。（当然还有着色器这些其他的）

这三个函数分别是

void initializeGL();
void resizeGL(int w, int h);
void paintGL();

首先介绍

void initializeGL();

void OpenGLWidget::initializeGL()
{initializeOpenGLFunctions();// vertex shaderQOpenGLShader *vshader = new QOpenGLShader(QOpenGLShader::Vertex, this);vshader->compileSourceFile("://shader/vert.vert");// fragment shaderQOpenGLShader *fshader = new QOpenGLShader(QOpenGLShader::Fragment, this);fshader->compileSourceFile("://shader/frag.frag");loadterrian();// shader programprogram = new QOpenGLShaderProgram;program->addShader(vshader);program->addShader(fshader);program->link();program->bind();view.setToIdentity();view.lookAt(QVector3D( 6, 0.5, 0), QVector3D( 6, 0.5, -6), QVector3D( 0, 1, 0));//1是眼睛的中心位置，2是眼睛看向的位置，3是眼睛的朝向位置// set color used to clear backgroundglClearColor(0.5f, 0.0f, 1.0f, 1.0f);glEnable(GL_DEPTH_TEST);xtrans=0;ytrans=0;ztrans=0;//初始化坐标轴转动值glGenBuffers(3, handle);//在handle数组中返回当前n个未使用的名称，表示缓冲区对象glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, handle[0]);//激活缓冲区对象，指定当前活动缓冲区的对象glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(terrian_pos), terrian_pos, GL_STATIC_DRAW);//用数据分配和初始化缓冲区对象//使设置在着色器中生效GLuint vPosition = program->attributeLocation("VertexPosition");glEnableVertexAttribArray(vPosition);glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, handle[0]);glVertexAttribPointer( (GLuint)0, 3, GL_INT, GL_FALSE, 3*sizeof(GLint), 0 );//指定位置和偏移//glVertexAttribPointer( (GLuint)1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6*sizeof(GLfloat),  (const void *)(3*sizeof(GLfloat)) );//备用model.setToIdentity();glClearDepthf(1.0);glEnable(GL_TEXTURE_2D);//glEnable(GL_CULL_FACE);//是否使能正反面glDepthFunc(GL_LEQUAL);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);glEnable(GL_DEPTH_TEST);
}

这段程序的注释比较完整，就不介绍了。主要其中有一个 loadterrian()函数，这个函数是从图片文件中读取地形数据的。举一个地形数据的图像如下：

每个像素点的灰度值代表该点的高度。

loadterrian()的具体实现如下：

void OpenGLWidget::loadterrian()
{QImage heightmap;GLint terrian_pos1[img_width*img_height][3];GLint terrian_index1[img_width*img_height*3];GLfloat terrian_texture1[img_width*img_height*2][2];heightmap.load("heightmap.png");//索引int index1=0;for(int i=0;i<img_width*img_height*2;i++){terrian_index1[index1++]=i;terrian_index1[index1++]=i+img_width;}for(int i=0;i<index1;i++){terrian_index[i]=terrian_index1[i];}//顶点for(int j=img_width-1;j>=0;j--){for(int i=0;i<=img_width-1;i++){terrian_pos1[img_height*(img_width-1-j)+i][0]=i;QColor color=heightmap.pixel(i,j);terrian_pos1[img_height*(img_width-1-j)+i][1]=color.red()/25;terrian_pos1[img_height*(img_width-1-j)+i][2]=-(img_width-1-j);//z是负数}}for(int i=0;i<=img_width-1;i++){for(int j=0;j<=img_width-1;j++){terrian_pos[(img_height-1)*i+j][0]=terrian_pos1[(img_height-1)*i+j][0];terrian_pos[(img_height-1)*i+j][1]=terrian_pos1[(img_height-1)*i+j][1];terrian_pos[(img_height-1)*i+j][2]=terrian_pos1[(img_height-1)*i+j][2];}}//纹理for(int i=0;i<img_width*img_height*2;i++){terrian_texture1[i][0]=(float)terrian_pos1[i][0];terrian_texture1[i][1]=(float)terrian_pos1[i][2];}for(int i=0;i<img_width*img_height*2;i++){terrian_texture[i][0]=terrian_texture1[i][0];terrian_texture[i][1]=terrian_texture1[i][1];}
}

这个函数读取了每个点的高度数据，建立了纹理坐标，并且还建立了索引数组。

下面实现

void resizeGL(int w, int h);

void OpenGLWidget::resizeGL(int w, int h)
{glViewport(0,0,w/2,h/2);projection.setToIdentity();projection.perspective(60.0f, (GLfloat)w/(GLfloat)h, 0.001f, 100.0f);
}

这个就简单了

下面直接看

void paintGL();

void OpenGLWidget::paintGL()
{if(flag==0)//平移变化{//model.rotate(0, 0.0, 1.0, 0.0);model.translate(xtrans, ytrans, ztrans);//模型平移add_xtrans+=xtrans;add_ytrans+=ytrans;add_ztrans+=ztrans;model.rotate(yrot, 0.0, 1.0, 0.0);}else//旋转变化{model.setToIdentity();model.translate(6, 0.5, 0);//模型平移add_yrot+=yrot;model.rotate(add_yrot, 0.0, 1.0, 0.0);model.translate(add_xtrans-errorx, add_ytrans-errory, add_ztrans);//模型平移}flag=0;xtrans=0;ytrans=0;ztrans=0;yrot=0;program->setUniformValue("view", view);program->setUniformValue("projection", projection);program->setUniformValue("model", model);program->bind();//设置纹理QImage image(":/shader/texture_img.png");image = image.convertToFormat(QImage::Format_RGB888);image = image.mirrored();GLuint texture;glGenTextures(1, &texture);//glGenTextures的第一个参数是要创建的纹理数量，后面的参数就是保存这么多数量的整型数数组。glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);//绑定到OpenGL的环境里glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, image.width(), image.height(),0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, image.bits());//把加载的图片数据放到纹理中glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);    //横坐标glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);    //纵坐标glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);//缩小时的过滤方式glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);//放大时的过滤方式glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);//创建mipmaps,更流畅？glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, handle[1]);//激活缓冲区对象，指定当前活动缓冲区的对象glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(terrian_texture), terrian_texture, GL_STATIC_DRAW);//用数据分配和初始化缓冲区对象GLuint m_texCoordAttr = program->attributeLocation("tempTextCoord");glEnableVertexAttribArray(m_texCoordAttr);//glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, handle[0]);glVertexAttribPointer( (GLuint)2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 2*sizeof(GLfloat), 0 );//指定位置和偏移program->bind();//绘制，数目应该是一个面的顶点数x面数for(int s=0; s<img_width-2; s++)//z小于数据宽度w{glDrawElements(GL_TRIANGLE_STRIP, img_width*2, GL_UNSIGNED_INT, &terrian_index[img_width*s*2]);//索引应为数据宽度w,绘图数量应该是一层图像中面数x顶点数}qDebug()<<"paintGL";
}

这个函数中主要是纹理的加载和初始化，坐标的变化，以及glDrawElements绘图

这样子opengl的三维地形图就创建完成了。但是现在的三维地图还无法移动，三维地图按照第一人称视角移动是有一点点麻烦的，因为opengl中的移动和旋转都是参照原点坐标系，所以我们需要先做坐标变化。

地图移动的代码如下所示：

void MainWindow::on_forward_clicked()
{openGLWidget->xtrans+=0.25*sin(-openGLWidget->add_yrot/180.0*3.1415926);openGLWidget->ztrans+=0.25*cos(-openGLWidget->add_yrot/180.0*3.1415926);qDebug()<<openGLWidget->add_yrot;//openGLWidget->ztrans=0.25f;openGLWidget->update();
}void MainWindow::on_back_clicked()
{openGLWidget->ztrans=-0.25f;openGLWidget->update();
}void MainWindow::on_left_shift_clicked()
{openGLWidget->xtrans=0.25f;openGLWidget->update();
}void MainWindow::on_right_shift_clicked()
{openGLWidget->xtrans=-0.25f;openGLWidget->update();
}void MainWindow::on_left_handed_clicked()
{openGLWidget->yrot=-2.0f;openGLWidget->flag=1;openGLWidget->update();
}void MainWindow::on_right_handed_clicked()
{openGLWidget->yrot=2.0f;openGLWidget->flag=1;openGLWidget->update();
}void MainWindow::on_rise_clicked()
{openGLWidget->ytrans=-0.25f;openGLWidget->update();
}void MainWindow::on_fall_clicked()
{openGLWidget->ytrans=0.25f;openGLWidget->update();
}

源码我已经上传了，链接如下：

https://download.csdn.net/download/weixin_42521239/11225126

如果没有积分的小伙伴可以在评论中留下你的邮箱，我稍后发给你。

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