OpenGL_Qt学习笔记之_03(平面图形的着色和旋转)
在这一节中主要简单介绍下怎样给平面几何着色,以及怎样让绘制出来的几何图形旋转起来。在上一节OpenGL_Qt学习笔记之_02(绘制简单平面几何图形) 中已经介绍了如何利用opengl画一些简单的图像,那么这一节就在上面的基础上给它着色,且让他旋转。
实验基础
首先来看着色,其实着色在上篇文章中已经用过,使用的是函数glColor3f()。一旦我们使用这个函数着色后且不更改颜色,则后面所绘的图形都是这个颜色了。我们给多边形着色时,表面上看都是给它的顶点着色,其实因为我们在initializeGL()函数中已经设置过glShapeModel(GL_SMOOTH),即颜色阴影是平滑模式。所以当我们给顶点设置后颜色后,其所构成的多边形内部就会按照一定规律自动填充颜色,且是平滑过渡。
下面来看看旋转,首先是要了解opengl的一个三维空间,如下图所示:
如果是按照X轴旋转的话,就是图中的指向视点那个轴了,NeHe教程中把沿x轴旋转比作成一台台钜,锯片中心的轴从左至右摆放,尖利的锯齿绕着X轴狂转,看起来要么向上转,要么向下转。把Y轴旋转比喻成巨大的龙卷风过程,龙卷风的中心从地面指向天空,垃圾和碎片围着Y轴从左向右或是从右向左狂转不止。把z轴旋转比喻成从正前方看着一台工作着的风扇。风扇的叶片绕着Z轴顺时针或逆时针狂转。这个比喻很形象。
其实大家凭想象都能想出来是怎么转的,这里不再罗嗦了。Opengl中关于旋转使用的是函数:
glRotatef( Angle, Xvector, Yvector, Zvector )
Angle 通常是个变量代表对象转过的角度。 Xvector , Yvector 和 Zvector 三个参数则共同决定旋转轴的方向。比如(1,0,0)所描述的矢量经过X坐标轴的1个单位处并且方向向右。(-1,0,0)所描述的矢量经过X坐标轴的1个单位处,但方向向左。
实验说明
我在给圆着色时,每次给一个顶点赋值一种颜色,因为画圆是用三角形来逼近的,所以有很多顶点,且我这里给的顶点的颜色是随机赋值的,随机函数用的是Qt中自带的qrand(),
qrand()%10表示产生0~9之间的整数,因此(GLfloat)(qrand()%10)/10则表示0.0~0.9之间的小数。
在我这次试验中同样要注意,因为屏幕大小本身就2个单位的长和宽,所以设置旋转的轴时取值要适当,否则很难观察到旋转的效果。
实验结果
着色结果:
旋转时截取的一张图效果:
旋转的时候为了看到效果,可以不断改变窗口的大小,让GLWidget这个类不断执行paintGL()函数,实现重绘来看旋转效果。
实验主要部分代码及解释(附录有工程code下载链接地址)。
glwidget.cpp:
#include "glwidget.h" #include "ui_glwidget.h" #include <QtGui> #include <QtCore> #include <QtOpenGL> #define GL_PI 3.1415926 #define GL_RADIUX 0.2f GLWidget::GLWidget(QGLWidget *parent) : QGLWidget(parent), ui(new Ui::GLWidget) { // setWindowTitle("The Opengl for Qt Framework"); ui->setupUi(this); fullscreen = false; triangle_rotate = 0.0; quads_rotate = 0.0; circle_rotate = 0.0; } //这是对虚函数,这里是重写该函数 void GLWidget::initializeGL() { setGeometry(300, 150, 500, 500);//设置窗口初始位置和大小 glShadeModel(GL_SMOOTH);//设置阴影平滑模式 glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);//改变窗口的背景颜色,不过我这里貌似设置后并没有什么效果 glClearDepth(1.0);//设置深度缓存 glEnable(GL_DEPTH_TEST);//允许深度测试 glDepthFunc(GL_LEQUAL);//设置深度测试类型 glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);//进行透视校正 } void GLWidget::paintGL() { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); //glClear()函数在这里就是对initializeGL()函数 //中设置的颜色和缓存深度等起作用 glLoadIdentity();//重置当前的模型观察矩阵,该句执行完后,将焦点移动到了屏幕的中心 /*下面几句代码是用来画三角形的,以glBegin()开始,glEnd()结束;glVertex3f为给定一个3维的顶点,坐标值为浮点型*/ glTranslatef(-0.3, 0.3, -0.6); glRotatef(triangle_rotate, 0.2, 0.2, 0.0);//设置旋转的角度,这里为了观察,同时沿x轴和y轴做了旋转 glBegin(GL_TRIANGLES);//GL_TRIANGLES代表为画三角形 glVertex3f(0.0f, 0.2f, 0.0f);//上顶点坐标 glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); glVertex3f(-0.2f, -0.2f, 0.0f);//左下角坐标 glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f); glVertex3f(0.2f, -0.2f, 0.0f);//右下角坐标 glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f); glEnd();//结束画完 triangle_rotate += 0.05; //为了看到动态效果,这里每次刷新后旋转的角度都加0.05 glLoadIdentity();//重新焦点定位,同样是屏幕的中心 glTranslatef(0.3f,0.3f,0.0f); // 向x轴正方向移动0.3个单位 glRotatef(quads_rotate, 0.0, 0.2, 0.2); glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);//颜色设置放在这个地方,对下面的顶点设置都是有效的 /*下面开始绘制四边形*/ glBegin(GL_QUADS); glVertex3f(-0.2f, 0.2f, 0.0f); // 左上顶点 glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); glVertex3f( 0.2f, 0.2f, 0.0f); // 右上顶点 glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f); glVertex3f( 0.2f, -0.2f, 0.0f); // 右下顶点 glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f); glVertex3f(-0.2f, -0.2f, 0.0f); // 左下顶点 glColor3f(1.0f, 0.2f, 0.8f); glEnd(); // 四边形绘制结束 quads_rotate += 0.05; glLoadIdentity(); glTranslatef(0.0f, -0.3f, 0.0f); glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f); glRotatef(circle_rotate, 0.2, 0.0, 0.2); /*这里用连续的三角形面积来逼近圆的面积实现圆周的画法*/ GLint circle_points = 100, i = 0; glBegin(GL_TRIANGLE_FAN); for(int i = 0; i < circle_points; i++ ) { double angle = 2*GL_PI*i/circle_points; //qrand()%10为产生0~10的整数,这里的颜色是随机产生的 glColor3f((GLfloat)(qrand()%10)/10, (GLfloat)(qrand()%10)/10, (GLfloat)(qrand()%10)/10); glVertex3f(GL_RADIUX*cos(angle), GL_RADIUX*sin(angle), 0); } glEnd(); circle_rotate += 0.05; } //该程序是设置opengl场景透视图,程序中至少被执行一次(程序启动时). void GLWidget::resizeGL(int width, int height) { if(0 == height) height = 1;//防止一条边为0 glViewport(0, 0, (GLint)width, (GLint)height);//重置当前视口,本身不是重置窗口的,只不过是这里被Qt给封装好了 glMatrixMode(GL_PROJECTION);//选择投影矩阵 glLoadIdentity();//重置选择好的投影矩阵 // gluPerspective(45.0, (GLfloat)width/(GLfloat)height, 0.1, 100.0);//建立透视投影矩阵 glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); } void GLWidget::keyPressEvent(QKeyEvent *e) { switch(e->key()) { //F1键为全屏和普通屏显示切换键 case Qt::Key_F1: fullscreen = !fullscreen; if(fullscreen) showFullScreen(); else { setGeometry(300, 150, 500, 500); showNormal(); } updateGL(); break; //Ese为退出程序键 case Qt::Key_Escape: close(); } } GLWidget::~GLWidget() { delete ui; }
总结:opengl中实现平面图形的着色和旋转,实现起来比较简单,只需要对对应的函数赋即可。
参考资料:
http://www.owlei.com/DancingWind/
http://blog.csdn.net/qp120291570/article/details/7853513
附录: