OpenGL 球體世界

一、類似公自轉

二、核心代碼

//圖形渲染

void RenderScene()
{
    //清楚緩存區：顏色緩存區、深度緩存區、模版緩存區
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT|GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
    
    //設置顏色：地板、甜甜圈、球體
    GLfloat vFloorColor[] = {0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f};
    GLfloat vTorusColor[] = {1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f};
    GLfloat vSphereColor[] = {0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f};
    
    //基於當前時間動畫：當前時間*60s
    static CStopWatch rotTime;
    float yRot = rotTime.GetElapsedSeconds()*60.0f;
    
    //獲取觀察者矩陣併入棧
    M3DMatrix44f mCamera;
    cameraFrame.GetCameraMatrix(mCamera);
    modelViewMatrix.PushMatrix(mCamera);
    
    //設置光源矩陣
    M3DVector4f vLightPos = {0.0f, 10.0f, 5.0f, 1.0f};
    M3DVector4f vLightEyePos;
    //將光源矩陣和觀察者矩陣相乘的結果放在vLightEyePos中
    m3dTransformVector4(vLightEyePos, vLightPos, mCamera);
    
    //使用管線控制器，平面著色器進行渲染
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), vFloorColor);
    floorBatch.Draw();
    
    //在模型視圖矩陣堆棧中繪製以下圖形：先壓棧，繪製完畢後再出棧——始終對棧頂矩陣圖形渲染
    
    //繪製隨機球體
    for (int i = 0; i < NUM_SPHERES; i++) {
        modelViewMatrix.PushMatrix();
        //模型視圖矩陣堆棧棧頂矩陣與隨機球體矩陣相乘的結果放入棧頂
        modelViewMatrix.MultMatrix(spheres[i]);
        shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIFF, transformPipeline.GetModelViewMatrix(), transformPipeline.GetProjectionMatrix(), vLightEyePos, vSphereColor);
        //可與公轉球體使用同一個容器類對象
        sphereBatch.Draw();
        
        modelViewMatrix.PopMatrix();
    }
    
    //設置甜甜圈平移距離（z軸負方向2.5）和旋轉角度；
    modelViewMatrix.Translate(0.0f, 0.0f, -2.5f);
    modelViewMatrix.PushMatrix();
    modelViewMatrix.Rotate(yRot, 0.0f, 0.1f, 0.0f);
    //使用點光源著色器渲染
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIFF, transformPipeline.GetModelViewMatrix(), transformPipeline.GetProjectionMatrix(), vLightEyePos, vTorusColor);
    torusBatch.Draw();
    modelViewMatrix.PopMatrix();
    
    //設置公轉球體：反方向旋轉，在x軸上平移0.8
    modelViewMatrix.Rotate(yRot *-2.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
    modelViewMatrix.Translate(0.8f, 0.0f, 0.0f);
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), vSphereColor);
    sphereBatch.Draw();
    
    modelViewMatrix.PopMatrix();
    
    //後臺渲染完成後交給前臺
    glutSwapBuffers();
    //基於時間動畫：實時刷新視窗
    glutPostRedisplay();
}

//圖形定位

void SetupRC()
{
    //設置視窗背景顏色
    glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
    //初始化管線控制器
    shaderManager.InitializeStockShaders();
    //開啟深度測試：圖形間重疊部分無須重覆繪製
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);

    //提交甜甜圈數據：三角形批次類對象、外圈半徑、內圈半徑、主半徑三角形對數x、小半徑三角形對數y(儘量：x=2*y,更圓滑)
    gltMakeTorus(torusBatch, 0.4f, 0.15f, 30, 15);
    //提交公轉球體數據：三角形批次類對象、半徑、底部到頂部三角形帶的數量、一條三角形帶中的三角形對數（一般指球體中間那條，為最大數）
    gltMakeSphere(sphereBatch, 0.1f, 26, 20);

    //線段模式，325個頂點
    floorBatch.Begin(GL_LINES, 325);
    for (GLfloat x = -20.0f; x <= 20.0f; x+=0.5f) {
        /*
         1.一個格子四個頂點，格子方向朝屏幕裡面；
         2.只繪製x和z軸方向上的頂點；
         3.y軸坐標保持不變，負值，展示隨機球體懸浮效果；
         */
        floorBatch.Vertex3f(x, -0.55f, 20.0f);
        floorBatch.Vertex3f(x, -0.55f, -20.0f);
        floorBatch.Vertex3f(20.0f, -0.55f, x);
        floorBatch.Vertex3f(-20.0f, -0.55f, x);
    }
    floorBatch.End();

    //隨機懸浮球體：y值不變，x、z值隨機
    for (int i = 0; i < NUM_SPHERES; i++) {
        GLfloat x = (GLfloat)(((rand()%400)-200)*0.1f);
        GLfloat z = (GLfloat)(((rand()%400)-200)*0.1f);
        spheres[i].SetOrigin(x, 0.0f, z);
    }
}

三、效果

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