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 "GLShaderManager.h" #include "GLFrustum.h" #include "GLBatch.h" #include "GLFrame.h" #include "GLMatrixStack.h" #include "GLGeometryTransform.h" #include "StopWatch.h" #include <math.h> #include <stdio.h> #ifdef __APPLE__ #include <glut/glut.h> #else #define FREEGLUT_STATIC #include <GL/glut.h> #endif // 着色器 GLShaderManager shaderManager; // 视图矩阵堆栈 GLMatrixStack modelViewMatrix; // 投影矩阵堆栈 GLMatrixStack projectionMatrix; // 视景体 GLFrustum viewFrustum; // 照相机角色【Lv2 增加的代码】 GLFrame cameraFrame; // 变换管线 GLGeometryTransform transformPipeline; // 花托批次 GLTriangleBatch torusBatch; // 地板批次 GLBatch floorBatch; // 旋转小球批次【Lv2 增加的代码】 GLTriangleBatch sphereBatch; // 地板颜色，绿色 GLfloat vFloorColor[] = { 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f}; // 花托线颜色，红色 GLfloat vTorusColor[] = { 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f }; // 旋转小球颜色，蓝色【Lv2 增加的代码】 GLfloat vSphereColor[] = { 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f }; // 随机小球群 #define NUM_SPHERES 50 GLFrame spheres[NUM_SPHERES]; // 程序初始化 void SetupRC() { // 设置窗口背景颜色为黑色 glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f); // 初始化着色器 shaderManager.InitializeStockShaders(); // 开启深度测试 glEnable(GL_DEPTH_TEST); // 设置多边形模式为前后面线段模式【Lv4 删除的代码】 // glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE); // 得到花托批次数据 gltMakeTorus(torusBatch, 0.4f, 0.15f, 30, 30); // 得到旋转小球批次数据【Lv2 增加的代码】 gltMakeSphere(sphereBatch, 0.1f, 26, 13); // 得到方格地板批次数据 floorBatch.Begin(GL_LINES, 324); for(GLfloat x = -20.0; x <= 20.0f; x+= 0.5) { 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(); // 随机小球群位置数据生成【Lv3 增加的代码】 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); } } // 窗口渲染回调 void RenderScene(void) { // 获取2次渲染之间的时间间隔 static CStopWatch rotTimer; float yRot = rotTimer.GetElapsedSeconds() * 60.0f; // 清空缓冲区 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // 原来是没法移动所以压入原始矩阵，但现在角色可以移动通过角色帧获取照相机矩阵，并压入栈中【Lv2 修改的代码块】 M3DMatrix44f mCamera; cameraFrame.GetCameraMatrix(mCamera); modelViewMatrix.PushMatrix(mCamera); // 得到点光源位置 【Lv4 增加的代码】 M3DVector4f vLightPos = { 0.0f, 10.0f, 5.0f, 1.0f }; M3DVector4f vLightEyePos; m3dTransformVector4(vLightEyePos, vLightPos, mCamera); // 绘制地板 shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), vFloorColor); floorBatch.Draw(); // 绘制随机小球群，这里的做法是瞬间切换当前角色位置并开始绘制小球，然后切换回原来角色位置【Lv3 增加的代码】 for(int i = 0; i < NUM_SPHERES; i++) { // 保存当前矩阵状态，为了能切换回原来的角色位置 modelViewMatrix.PushMatrix(); // 调整当前角色位置为随机生成小球的位置 modelViewMatrix.MultMatrix(spheres[i]); // 绘制蓝色小球 // 设置着色器为点光源着色器【Lv4 调整的代码】 shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIFF, transformPipeline.GetModelViewMatrix(), transformPipeline.GetProjectionMatrix(), vLightEyePos, vSphereColor); // shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), vSphereColor); sphereBatch.Draw(); // 还原矩阵状态，切换为原来角色位置 modelViewMatrix.PopMatrix(); } // 视图矩阵进行平移 modelViewMatrix.Translate(0.0f, 0.0f, -2.5f); // 保持旋转前的视图矩阵，因为如果不在旋转前保存，会导致旋转小球也会带上花托的旋转【Lv2 增加的代码】 modelViewMatrix.PushMatrix(); // 继续进行旋转并进行绘制花托 modelViewMatrix.Rotate(yRot, 0.0f, 1.0f, 0.0f); // 设置着色器为点光源着色器【Lv4 调整的代码】 shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIFF, transformPipeline.GetModelViewMatrix(), transformPipeline.GetProjectionMatrix(), vLightEyePos, vTorusColor); // shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), vTorusColor); torusBatch.Draw(); // 恢复到旋转前的视图矩阵【Lv2 增加的代码】 modelViewMatrix.PopMatrix(); // 绘制旋转小球【Lv2 增加的代码】 modelViewMatrix.Rotate(yRot * -2.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f); modelViewMatrix.Translate(0.8f, 0.0f, 0.0f); // 设置着色器为点光源着色器【Lv4 调整的代码】 shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_POINT_LIGHT_DIFF, transformPipeline.GetModelViewMatrix(), transformPipeline.GetProjectionMatrix(), vLightEyePos, vSphereColor); // shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), vSphereColor); sphereBatch.Draw(); // 出栈，恢复成原始矩阵 modelViewMatrix.PopMatrix(); // 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(); // 自动触发渲染，达到动画效果 glutPostRedisplay(); } // 特殊按键点击回调【Lv2 增加的代码】 void SpecialKeys(int key, int x, int y) { float linear = 0.1f; float angular = float(m3dDegToRad(5.0f)); // 控制角色向前后移动 if(key == GLUT_KEY_UP) cameraFrame.MoveForward(linear); if(key == GLUT_KEY_DOWN) cameraFrame.MoveForward(-linear); // 控制角色向左右旋转 if(key == GLUT_KEY_LEFT) cameraFrame.RotateWorld(angular, 0.0f, 1.0f, 0.0f); if(key == GLUT_KEY_RIGHT) cameraFrame.RotateWorld(-angular, 0.0f, 1.0f, 0.0f); } // 窗口变换回调 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); // 设置透视投影 viewFrustum.SetPerspective(35.0f, float(width)/float(height), 1.0f, 100.0f); projectionMatrix.LoadMatrix(viewFrustum.GetProjectionMatrix()); // 设置变换管线的矩阵堆栈 transformPipeline.SetMatrixStacks(modelViewMatrix, projectionMatrix); } // 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("OpenGL SphereWorld"); // 判断驱动程序是否初始化完毕 GLenum err = glewInit(); if (GLEW_OK != err) { fprintf(stderr, "Error: %s ", 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); // 特殊按键回调函数设置【Lv2 增加的代码】 glutSpecialFunc(SpecialKeys); // 初始化环境 SetupRC(); // 主消息循环 glutMainLoop(); return 0; }
效果图：
