• 基于OpenGL编写一个简易的2D渲染框架-04 绘制图片


    阅读文章前需要了解的知识,纹理:https://learnopengl-cn.github.io/01%20Getting%20started/06%20Textures/

      过程简述:利用 FreeImage 库加载图像数据,再创建 OpenGL 纹理,通过 Canvas2D 画布绘制,最后又 Renderer 渲染器渲染

      本来想用 soil 库加载图像数据的,虽然方便,但是加载有些格式的图像文件时会出现一些问题。最后,改用 FreeImage 库来加载图像了。

    添加 FreeImage 库到工程

      解压 FreeImage.rar 文件后得到三个文件

    将其分别拷贝到 debug文件夹、External 文件夹、Lib 文件夹中,再链接上 lib 库。

    绘制图片

      创建一个纹理结构,储存纹理索引、大小以及纹理坐标

        struct DLL_export Texture
        {
            Rect size;
            Vec2 texcoords[4];
    
            GLuint texture;
        };

      创建一个纹理管理器类 TextureManager,用于创建和管理纹理。

      利用 FreeImage 库加载纹理

        Texture* TexrureManager::createTexture(const char* filename)
        {
            GLuint texture = -1;
            std::string fullName = PathHelper::fullPath(filename);
    
            unsigned char* image_data = nullptr;
            FIBITMAP* bmp = nullptr;
    
            /* 初始化 FreeImage */
            FreeImage_Initialise(TRUE);
    
            /* 获取图像文件类型 */
            FREE_IMAGE_FORMAT fif = FIF_UNKNOWN;
            fif = FreeImage_GetFileType(fullName.c_str());
    
            if ( fif == FIF_UNKNOWN ) {
                fif = FreeImage_GetFIFFromFilename(fullName.c_str());
            }
            /* 加载所支持图像类型的图像 */
            if ( (fif != FIF_UNKNOWN) && FreeImage_FIFSupportsReading(fif) ) {
                bmp = FreeImage_Load(fif, fullName.c_str(), JPEG_DEFAULT);
            }
            if ( !bmp ) return nullptr;
    
            int w = FreeImage_GetWidth(bmp);
            int h = FreeImage_GetHeight(bmp);
            int pixel_count = w * h;
    
            int byte_per_pixel = FreeImage_GetLine(bmp) / w;
            image_data = ( unsigned char* ) malloc(sizeof( unsigned char ) * pixel_count * 4);
    
            unsigned char* bits = FreeImage_GetBits(bmp);
    
            int current_pixel = 0;
            if ( byte_per_pixel == 4 ) {
                for ( int i = 0; i < pixel_count; i++ ) {
                    image_data[i * 4 + 2] = bits[current_pixel++];
                    image_data[i * 4 + 1] = bits[current_pixel++];
                    image_data[i * 4 + 0] = bits[current_pixel++];
                    image_data[i * 4 + 3] = bits[current_pixel++];
                }
            }
            else {
                for ( int i = 0; i < pixel_count; i++ ) {
                    image_data[i * 4 + 2] = bits[current_pixel++];
                    image_data[i * 4 + 1] = bits[current_pixel++];
                    image_data[i * 4 + 0] = bits[current_pixel++];
                    image_data[i * 4 + 3] = 255;
                }
            }
    
            if ( bmp ) FreeImage_Unload(bmp);
            FreeImage_DeInitialise();
    
            glGenTextures(1, &texture);
            glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
    
            /* 设置纹理选项 */
            glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
            glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
            glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
            glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
    
            glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, w, h, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, image_data);
            glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
    
            free(image_data);
    
            Texture* tex = new Texture();
            tex->texture = texture;
            tex->size.set(0, 0, w, h);
            tex->texcoords[0].set(0, 0);
            tex->texcoords[1].set(0, 1);
            tex->texcoords[2].set(1, 1);
            tex->texcoords[3].set(1, 0);
    
            return tex;
        }

      在函数中,使用 FreeImage 库加载纹理数据,然后创建 OpenGL 2D纹理,将创建的纹理保存到 Texture 结构中,并设置了纹理坐标。

    在 Canvas2D 中绘制纹理

        void Canvas2D::drawTexture(int x, int y, Texture* texture, Color& color)
        {
            int w = texture->size.w;
            int h = texture->size.h;
    
            this->resizeVector(4, 6);
            vPositions[0].set(x + 0, y + 0, 0);
            vPositions[1].set(x + 0, y + h, 0);
            vPositions[2].set(x + w, y + h, 0);
            vPositions[3].set(x + w, y + 0, 0);
    
            vIndices[0] = 0;
            vIndices[1] = 2;
            vIndices[2] = 1;
            vIndices[3] = 0;
            vIndices[4] = 3;
            vIndices[5] = 2;
    
            static RenderUnit unit;
            unit.pPositions = &vPositions[0];
            unit.nPositionCount = 4;
            unit.pTexcoords = texture->texcoords;
            unit.pIndices = &vIndices[0];
            unit.nIndexCount = 6;
            unit.color = color;
            unit.texture = texture;
            unit.renderType = RENDER_TYPE_TEXTURE;
    
            pRenderer->pushRenderUnit(unit);
        }

      函数很简单,设置了顶点数据并填充了 RenderUnit,再传到 渲染器中渲染。与绘制几何图形相比,多了纹理坐标,并把渲染类型设置为 渲染纹理。

    渲染器 Renderer 渲染纹理

      添加成员

    std::map<Texture*, VertexData*> textureDatas;

      每张纹理都有其相应的顶点数据,这样可以把多张相同纹理的顶点数据放到一个缓冲区中渲染,保证了渲染多张相同纹理时只使用使用一个 DrawCall(调用 函数 glDrawElements 进行绘制的次数),提高渲染效率。

      在 pushRenderUnit 函数中

            else if ( unit.renderType == RENDER_TYPE_TEXTURE ) {
                auto it = textureDatas.find(unit.texture);
                if ( it == textureDatas.end() ) {
                    vertexData = new VertexData();
                    vertexData->bHasTexcoord = true;
                    vertexData->renderType = RENDER_TYPE_TEXTURE;
                    textureDatas.insert(std::make_pair(unit.texture, vertexData));
                }
                else {
                    vertexData = it->second;
                }
            }

      

    索引出纹理对应的 VertexData,然后填充数据。最后的渲染函数中添加填充纹理坐标代码

            /* 设置纹理 */
            if ( vertexData->bHasTexcoord ) {
                glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, texcoordBuffer);
                glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof( Vec2 ) * vertexData->nPositionCount, &vertexData->texcoords[0], GL_DYNAMIC_DRAW);
    
                glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
                glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texrure);
                glUniform1i(glGetUniformLocation(shaderProgram, "defaulteTexture"), 0);
            }

      为了能够渲染纹理需要更改着色程序

      顶点着色器

    #version 330 core
    
    layout(location = 0) in vec3 Position;
    layout(location = 1) in vec2 Texcoord;
    layout(location = 2) in vec4 Color;
    
    out vec2 texcoord;
    out vec4 color;
    
    uniform int bRenderTexture;
    
    void main()
    {
        gl_Position = vec4(Position, 1.0f);
        color = Color;
    
        if( bRenderTexture != 0 ){
            texcoord = Texcoord;
        }
    }

      片段着色器

    #version 330 core
    
    out vec4 Color;
    
    in vec2 texcoord;
    in vec4 color;
    
    uniform sampler2D defaultTexture;
    uniform int bRenderTexture;
    
    void main()
    {
        if( bRenderTexture != 0 ){
            Color = texture(defaultTexture, texcoord) * color * color.w;
        }
        else{
            Color = color;
        }
    }

      为了开启 Alpha 效果,设置OpenGL 的混合状态

            glEnable(GL_BLEND);
            glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

      

      在主函数中添加绘制图像的代码

        Texture* texture = TexrureManager::instance()->getTexture("image.png");
        Texture* texture1 = TexrureManager::instance()->getTexture("image.jpg");
                canvas.drawTexture(180, 0, texture1, Color(1, 1, 1, 1));
                canvas.drawTexture(120, 100, texture, Color(1, 1, 1, 0.8));

      程序的运行结果

      这里绘制了 png 和 jpg 格式的图像

    源码下载:http://pan.baidu.com/s/1skOmP21

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