OpenGL第五课中文.docx

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OpenGL第五课中文

第五课中文

3D空间:

我们使用多边形和四边形创建3D物体，在这一课里，我们把三角形变为立体的金子塔形状，把四边形变为立方体。

在上节课的内容上作些扩展，我们现在开始生成真正的3D对象，而不是象前两节课中那样3D世界中的2D对象。

我们给三角形增加一个左侧面，一个右侧面，一个后侧面来生成一个金字塔（四棱锥）。

给正方形增加左、右、上、下及背面生成一个立方体。

我们混合金字塔上的颜色，创建一个平滑着色的对象。

给立方体的每一面则来个不同的颜色。

intDrawGLScene（GLvoid）//此过程中包括所有的绘制代码

{

glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT）;//清除屏幕及深度缓存

glLoadIdentity（）;//重置模型观察矩阵

glTranslatef（-1.5f,0.0f,-6.0f）;//左移1.5单位，并移入屏幕6.0

glRotatef（rtri,0.0f,1.0f,0.0f）;//绕Y轴旋转金字塔

glBegin（GL_TRIANGLES）;//开始绘制金字塔的各个面

有些人可能早已在上节课中的代码上尝试自行创建3D对象了。

但经常有人来信问我:

"我的对象怎么不会绕着其自身的轴旋转？

看起来总是在满屏乱转。

"要让您的对象绕自身的轴旋转，您必须让对象的中心坐标总是（0.0f,0,0f,0,0f）。

下面的代码创建一个绕者其中心轴旋转的金字塔。

金字塔的上顶点高出原点一个单位，底面中心低于原点一个单位。

上顶点在底面的投影位于底面的中心。

注意所有的面－三角形都是逆时针次序绘制的。

这点十分重要，在以后的课程中我会作出解释。

现在，您只需明白要么都逆时针，要么都顺时针，但永远不要将两种次序混在一起，除非您有足够的理由必须这么做。

我们开始画金字塔的前侧面。

因为所有的面都共享上顶点，我们将这点在所有的三角形中都设置为红色。

底边上的两个顶点的颜色则是互斥的。

前侧面的左下顶点是绿色的，右下顶点是蓝色的。

这样相邻右侧面的左下顶点是蓝色的，右下顶点是绿色的。

这样四边形的底面上的点的颜色都是间隔排列的。

glColor3f（1.0f,0.0f,0.0f）;//红色

glVertex3f（0.0f,1.0f,0.0f）;//三角形的上顶点（前侧面）

glColor3f（0.0f,1.0f,0.0f）;//绿色

glVertex3f（-1.0f,-1.0f,1.0f）;//三角形的左下顶点（前侧面）

glColor3f（0.0f,0.0f,1.0f）;//蓝色

glVertex3f（1.0f,-1.0f,1.0f）;//三角形的右下顶点（前侧面）

现在绘制右侧面。

注意其底边上的两个顶点的X坐标位于中心右侧的一个单位处。

顶点则位于Y轴上的一单位处，且Z坐标正好处于底边的两顶点的Z坐标中心。

右侧面从上顶点开始向外侧倾斜至底边上。

这次的左下顶点用蓝色绘制，以保持与前侧面的右下顶点的一致。

蓝色将从这个角向金字塔的前侧面和右侧面扩展并与其他颜色混合。

还应注意到后面的三个侧面和前侧面处于同一个glBegin（GL_TRIANGLES）和glEnd（）语句中间。

因为我们是通过三角形来构造这个金字塔的。

OpenGL知道每三个点构成一个三角形。

当它画完一个三角形之后，如果还有余下的点出现，它就以为新的三角形要开始绘制了。

OpenGL在这里并不会将四点画成一个四边形，而是假定新的三角形开始了。

所以千万不要无意中增加任何多余的点。

glColor3f（1.0f,0.0f,0.0f）;//红色

glVertex3f（0.0f,1.0f,0.0f）;//三角形的上顶点（右侧面）

glColor3f（0.0f,0.0f,1.0f）;//蓝色

glVertex3f（1.0f,-1.0f,1.0f）;//三角形的左下顶点（右侧面）

glColor3f（0.0f,1.0f,0.0f）;//绿色

glVertex3f（1.0f,-1.0f,-1.0f）;//三角形的右下顶点（右侧面）

现在是后侧面。

再次切换颜色。

左下顶点又回到绿色，因为后侧面与右侧面共享这个角。

glColor3f（1.0f,0.0f,0.0f）;//红色

glVertex3f（0.0f,1.0f,0.0f）;//三角形的上顶点（后侧面）

glColor3f（0.0f,1.0f,0.0f）;//绿色

glVertex3f（1.0f,-1.0f,-1.0f）;//三角形的左下顶点（后侧面）

glColor3f（0.0f,0.0f,1.0f）;//蓝色

glVertex3f（-1.0f,-1.0f,-1.0f）;//三角形的右下顶点（后侧面）

最后画左侧面。

又要切换颜色。

左下顶点是蓝色，与后侧面的右下顶点相同。

右下顶点是蓝色，与前侧面的左下顶点相同。

到这里金字塔就画完了。

因为金字塔只绕着Y轴旋转，我们永远都看不见底面，因而没有必要添加底面。

如果您觉得有经验了，尝试增加底面（正方形），并将金字塔绕X轴旋转来看看您是否作对了。

确保底面四个顶点的颜色与侧面的颜色相匹配。

glColor3f（1.0f,0.0f,0.0f）;//红色

glVertex3f（0.0f,1.0f,0.0f）;//三角形的上顶点（左侧面）

glColor3f（0.0f,0.0f,1.0f）;//蓝色

glVertex3f（-1.0f,-1.0f,-1.0f）;//三角形的左下顶点（左侧面）

glColor3f（0.0f,1.0f,0.0f）;//绿色

glVertex3f（-1.0f,-1.0f,1.0f）;//三角形的右下顶点（左侧面）

glEnd（）;//金字塔绘制结束

接下来开始画立方体。

他由六个四边形组成。

所有的四边形都以逆时针次序绘制。

就是说先画右上角，然后左上角、左下角、最后右下角。

您也许认为画立方体的背面的时候这个次序看起来好像顺时针，但别忘了我们从立方体的背后看背面的时候，与您现在所想的正好相反。

（译者注：

您是从立方体的外面来观察立方体的）。

注意到这次我们将立方体移地更远离屏幕了。

因为立方体的大小要比金字塔大，同样移入6个单位时，立方体看起来要大的多。

这是透视的缘故。

越远的对象看起来越小:

）。

glLoadIdentity（）;

glTranslatef（1.5f,0.0f,-7.0f）;//先右移再移入屏幕

glRotatef（rquad,1.0f,1.0f,1.0f）;//在XYZ轴上旋转立方体

glBegin（GL_QUADS）;//开始绘制立方体

先画立方体的顶面。

从中心上移一单位，注意Y坐标始终为一单位，表示这个四边形与Z轴平行。

先画右上顶点，向右一单位，再屏幕向里一单位。

然后左上顶点，向左一单位，再屏幕向里一单位。

然后是靠近观察者的左下和右下顶点。

就是屏幕往外一单位。

glColor3f（0.0f,1.0f,0.0f）;//颜色改为蓝色

glVertex3f（1.0f,1.0f,-1.0f）;//四边形的右上顶点（顶面）

glVertex3f（-1.0f,1.0f,-1.0f）;//四边形的左上顶点（顶面）

glVertex3f（-1.0f,1.0f,1.0f）;//四边形的左下顶点（顶面）

glVertex3f（1.0f,1.0f,1.0f）;//四边形的右下顶点（顶面）

底面的画法和顶面十分类似。

只是Y坐标变成了－1。

如果我们从立方体的下面来看立方体的话，您会注意到右上角离观察者最近，因此我们先画离观察者最近的顶点。

然后是左上顶点最后才是屏幕里面的左下和右下顶点。

如果您真的不在乎绘制多边形的次序（顺时针或者逆时针）的话，您可以直接拷贝顶面的代码，将Y坐标从1改成-1，也能够工作。

但一旦您进入象纹理映射这样的领域时，忽略绘制次序会导致十分怪异的结果。

glColor3f（1.0f,0.5f,0.0f）;//颜色改成橙色

glVertex3f（1.0f,-1.0f,1.0f）;//四边形的右上顶点（底面）

glVertex3f（-1.0f,-1.0f,1.0f）;//四边形的左上顶点（底面）

glVertex3f（-1.0f,-1.0f,-1.0f）;//四边形的左下顶点（底面）

glVertex3f（1.0f,-1.0f,-1.0f）;//四边形的右下顶点（底面）

接着画立方体的前面。

保持Z坐标为一单位，前面正对着我们。

glColor3f（1.0f,0.0f,0.0f）;//颜色改成红色

glVertex3f（1.0f,1.0f,1.0f）;//四边形的右上顶点（前面）

glVertex3f（-1.0f,1.0f,1.0f）;//四边形的左上顶点（前面）

glVertex3f（-1.0f,-1.0f,1.0f）;//四边形的左下顶点（前面）

glVertex3f（1.0f,-1.0f,1.0f）;//四边形的右下顶点（前面）

立方体后面的绘制方法与前面类似。

只是位于屏幕的里面。

注意Z坐标现在保持-1不变。

glColor3f（1.0f,1.0f,0.0f）;//颜色改成黄色

glVertex3f（1.0f,-1.0f,-1.0f）;//四边形的右上顶点（后面）

glVertex3f（-1.0f,-1.0f,-1.0f）;//四边形的左上顶点（后面）

glVertex3f（-1.0f,1.0f,-1.0f）;//四边形的左下顶点（后面）

glVertex3f（1.0f,1.0f,-1.0f）;//四边形的右下顶点（后面）

还剩两个面就完成了。

您会注意到总有一个坐标保持不变。

这一次换成了X坐标。

因为我们在画左侧面。

glColor3f（0.0f,0.0f,1.0f）;//颜色改成蓝色

glVertex3f（-1.0f,1.0f,1.0f）;//四边形的右上顶点（左面）

glVertex3f（-1.0f,1.0f,-1.0f）;//四边形的左上顶点（左面）

glVertex3f（-1.0f,-1.0f,-1.0f）;//四边形的左下顶点（左面）

glVertex3f（-1.0f,-1.0f,1.0f）;//四边形的右下顶点（左面）

立方体的最后一个面了。

X坐标保持为一单位。

逆时针绘制。

您愿意的话，留着这个面不画也可以，这样就是一个盒子:

）

或者您要是有兴趣可以改变立方体所有顶点的色彩值，象金字塔那样混合颜色。

您会看见一个非常漂亮的彩色立方体，各种颜色在它的各个表面流淌。

glColor3f（1.0f,0.0f,1.0f）;//颜色改成紫罗兰色

glVertex3f（1.0f,1.0f,-1.0f）;//四边形的右上顶点（右面）

glVertex3f（1.0f,1.0f,1.0f）;//四边形的左上顶点（右面）

glVertex3f（1.0f,-1.0f,1.0f）;//四边形的左下顶点（右面）

glVertex3f（1.0f,-1.0f,-1.0f）;//四边形的右下顶点（右面）

glEnd（）;//立方体绘制结束

rtri+=0.2f;//增加三角形的旋转变量

rquad-=0.15f;//减少四边形的旋转变量

returnTRUE;//继续运行

}

这一课又结束了。

到这里您应该已经较好的掌握了在3D空间创建对象的方法。

必须将OpenGL屏幕想象成一张很大的画纸，后面还带着许多透明的层。

差不多就是个由大量的点组成的立方体。

这些点从左至右、从上至下、从前到后的布满了这个立方体。

如果您能想象的出在屏幕的深度方向，应该在设计新3D对象时没有任何问题。

如果您对3D空间的理解很困难的话，千万不要灰心!

刚开始的时候，领会这些内容会很难。

象立方体这样的对象是您练习的好例子。

继续努力吧！

如果您有什么意见或建议请给我EMAIL。

如果您认为有什么不对或可以改进，请告诉我。

我想做最好的OpenGL教程并对您的反馈感兴趣。

Lesson05

Expandingonthelasttutorial,we'llnowmaketheobjectintoTRUE3Dobject,ratherthan2Dobjectsina3Dworld.Wewilldothisbyaddingaleft,back,andrightsidetothetriangle,andaleft,right,back,topandbottomtothesquare.Bydoingthis,weturnthetriangleintoapyramid,andthesquareintoacube.

We'llblendthecolorsonthepyramid,creatingasmoothlycoloredobject,andforthesquarewe'llcoloreachfaceadifferentcolor.

intDrawGLScene（GLvoid）//Here'sWhereWeDoAllTheDrawing

{

glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT）;//ClearTheScreenAndTheDepthBuffer

glLoadIdentity（）;//ResetTheView

glTranslatef（-1.5f,0.0f,-6.0f）;//MoveLeftAndIntoTheScreen

glRotatef（rtri,0.0f,1.0f,0.0f）;//RotateThePyramidOnIt'sYAxis

glBegin（GL_TRIANGLES）;//StartDrawingThePyramid

Afewofyouhavetakenthecodefromthelasttutorial,andmade3Dobjectsofyourown.OnethingI'vebeenaskedquiteabitis"howcomemyobjectsarenotspinningontheiraxis?

Itseemsliketheyarespinningalloverthescreen".Inorderforyourobjecttospinaroundanaxis,ithastobedesignedAROUNDthataxis.Youhavetorememberthatthecenterofanyobjectshouldbe0ontheX,0ontheY,and0ontheZ.

Thefollowingcodewillcreatethepyramidaroundacentralaxis.Thetopofthepyramidisonehighfromthecenter,thebottomofthepyramidisonedownfromthecenter.Thetoppointisrightinthemiddle（zero）,andthebottompointsareoneleftfromcenter,andonerightfromcenter.

Notethatalltrianglesaredrawninacounterclockwiserotation.Thisisimportant,andwillbeexplainedinafuturetutorial,fornow,justknowthatit'sgoodpracticetomakeobjectseitherclockwiseorcounterclockwise,butyoushouldn'tmixthetwounlessyouhaveareasonto.

WestartoffbydrawingtheFrontFace.Becauseallofthefacessharethetoppoint,wewillmakethispointredonallofthetriangles.Thecoloronthebottomtwopointsofthetriangleswillalternate.Thefrontfacewillhaveagreenleftpointandabluerightpoint.Thenthetriangleontherightsidewillhaveablueleftpointandagreenrightpoint.Byalternatingthebottomtwocolorsoneachface,wemakeacommoncoloredpointatthebottomofeachface.

glColor3f（1.0f,0.0f,0.0f）;//Red

glVertex3f（0.0f,1.0f,0.0f）;//TopOfTriangle（Front）

glColor3f（0.0f,1.0f,0.0f）;//Green

glVertex3f（-1.0f,-1.0f,1.0f）;//LeftOfTriangle（Front）

glColor3f（0.0f,0.0f,1.0f）;//Blue

glVertex3f（1.0f,-1.0f,1.0f）;//RightOfTriangle（Front）

Nowwedrawtherightface.Noticethenthetwobottompointaredrawnonetotherightofcenter,andthetoppointisdrawnoneupontheyaxis,andrightinthemiddleofthexaxis.causingthefacetoslopefromcenterpointatthetopouttotherightsideofthescreenatthebottom.

Noticetheleftpointisdrawnbluethistime.Bydrawingitblue,itwillbethesamecolorastherightbottomcornerofthefrontface.Blendingblueoutwardsfromthatonecorneracrossboththefrontandrightfaceofthepyramid.

NoticehowtheremainingthreefacesareincludedinsidethesameglBegin（GL_TRIANGLES）andglEnd（）asthefirstface.Becausewe'remakingthisentireobjectoutoftriangles,OpenGLwillknowthateverythreepointsweplotarethethreepointsofatriangle.Onceit'sdrawnthreepoints,iftherearethreemorepoints,itwillassumeanothertriangleneedstobedrawn.Ifyouweretoputfourpointsinsteadofthree,OpenGLwoulddrawthefirstthreeandassumethefourthpointisthestartofanewtriangle.ItwouldnotdrawaQuad.Somakesureyoudon'taddanyextrapointsbyaccident.

glColor3f（1.0f,0.0f,0.0f）;//Red

glVertex3f（0.0f,1.0f,0.0f）;//TopOfTriangle（Right）

glColor3f（0.0f,0.0f,1.0f）;//Blue

glVertex3f（1.0f,-1.0f,1.0f）;//LeftOfTriangle（Right）

glColor3f（0.0f,1.0f,0.0f）;//Green

glVertex3f（1.0f,-1.0f,-1.0f）;//RightOfTriangle（Right）

Nowforthebackface.Againthecolorsswitch.Theleftpointisnowgreenagain,becausethecorneritshareswiththerightfaceisgreen.

glColor3f（1.0f,0.0f,0.0f）;//Red

glVertex3f（0.0f,1.0f,0.0f）;//TopOfTriangle（Back）

glColor3f（0.0f,1.0f,0.0f）;//Green

glVertex3f（1.0f,-1.0f,-1.0f）;//LeftOfTriangle（Back）

glColor3f（0.0f,0.0f,1.0f）;//Blue

glVertex3f（-1.0f,-1.0f,-1.0f）;//RightOfTriangle（Back）

Finallywedrawtheleftface.Thecolorsswitchonelasttime.Theleftpointisblue,andb