OpenGL代码学习（16）--理解模型视图投影矩阵

注意：需要在配置好OpenGL的编程环境中运行下列代码，环境配置文章可参考：

OpenGL在Mac项目上的配置

下面的代码，直接放置在main.cpp文件中即可：

#include "GLTools.h"
#include "GLMatrixStack.h"
#include "GLFrame.h"
#include "GLFrustum.h"
#include "GLGeometryTransform.h"
#include "GLBatch.h"
#include "StopWatch.h"
#include "math.h"
#include <GLUT/GLUT.h>

// 视景体
GLFrustum viewFrustum;

// 着色器
GLShaderManager shaderManager;

// 花托批次
GLTriangleBatch torusBatch;

// 窗口变化回调
void ChangeSize(int width, int height) {
    // 防止除数为0
    if(height == 0)
        height = 1;
    
    // 设置视口
    glViewport(0, 0, width, height);
    
    // 设置投影方式是透视投影
    viewFrustum.SetPerspective(35.0f, float(width)/float(height), 1.0f, 1000.0f);
}

// 窗口渲染回调
void RenderScene(void) {
    // 定义一个测试运行时间
    static CStopWatch rotTimer;
    // 获取到上一个时间点到当前的时间间隔(单位是每秒刻度数，即  1/60s)
    float yRot = rotTimer.GetElapsedSeconds() * 60.0f;
    
    // 清空缓冲区
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    
    // 定义矩阵
    M3DMatrix44f mTranslate, mRotate, mModelview, mModelViewProjection;
    
    // 向z轴平移的矩阵变换
    m3dTranslationMatrix44(mTranslate, 0.0f, 0.0f, -2.5f);
    
    // 绕y轴旋转的矩阵变换
    m3dRotationMatrix44(mRotate, m3dDegToRad(yRot), 0.0f, 1.0f, 0.0f);
    
    // 矩阵变换的合并矩阵
    m3dMatrixMultiply44(mModelview, mTranslate, mRotate);
    
    // 投影矩阵 + 视图变换矩阵 = 最终物体位置坐标
    m3dMatrixMultiply44(mModelViewProjection, viewFrustum.GetProjectionMatrix(), mModelview);
    
    // 绘制花托
    GLfloat vBlack[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, mModelViewProjection, vBlack);
    torusBatch.Draw();
    
    // 因为是双缓冲区模式，后台缓冲区替换到前台缓存区进行显示
    glutSwapBuffers();
    
    // 自动触发下次渲染回调，达到动画的效果
    glutPostRedisplay();
}

// 程序初始化
void SetupRC() {
    // 设置背景颜色为黑色
    glClearColor(0.8f, 0.8f, 0.8f, 1.0f );
    
    // 开启深度测试
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    
    // 初始化着色器
    shaderManager.InitializeStockShaders();
    
    // 得到花托批次数据
    gltMakeTorus(torusBatch, 0.4f, 0.15f, 30, 30);
    
    // 设置多边形模式为前后面线段模式
    glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
}

// 程序入口
int main(int argc, char* argv[]) {
    // 设置 Mac OS 工作目录路径
    gltSetWorkingDirectory(argv[0]);
    
    // GLUT初始化
    glutInit(&argc, argv);
    
    // 设置渲染模式
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH);
    
    // 初始化窗口大小
    glutInitWindowSize(800, 720);
    
    // 创建窗口并命名
    glutCreateWindow("ModelViewProjection");
    
    // 判断驱动程序是否初始化完毕
    GLenum err = glewInit();
    if (GLEW_OK != err) {
        fprintf(stderr, "Error: %s\n", glewGetErrorString(err));
        return 1;
    }
    
    // 窗口变化回调函数设置
    glutReshapeFunc(ChangeSize);
    
    // 窗口渲染回调函数设置
    glutDisplayFunc(RenderScene);
    
    // 初始化环境
    SetupRC();
    
    // 主消息循环
    glutMainLoop();
    
    return 0;
}

效果图如下所示：