GLUT Tutorials 6: GLUT场景漫游
博客转自：http://blog.csdn.net/xie_zi/article/details/1911997
让我们看一个比较好的使用键盘控制的例子。这一章我们将建立一个应用程序。这个程序绘制了一个小的居住着雪人的世界。并且我们将用方向键来移动照相机（即移动视点在场景中漫游）。左右方向键，将照相机绕y轴旋转，上下方向键，将前后方向移动照相机。
这个例子的代码放在下面。首先我们处理初始状态。
#include <math.h> #include <GL/glut.h> #include <stdlib.h> static float angle=0.0,ratio; static float x=0.0f,y=1.75f,z=5.0f; static float lx=0.0f,ly=0.0f,lz=-1.0f; static GLint snowman_display_list;
注意我们包含了math.h头文件。我们需要计算旋转角。上面变量的含义到后面你就会清楚了，但我们还是简单的描述下：
1：angle：绕y轴的旋转角，这个变量允许我们旋转照相机。
2：x,y,z：照相机位置。
3：lx,ly,lz：一个向量用来指示我们的视线方向。
4：ratio：窗口宽高比（width/height）。
5：snowman_display_list：一个雪人的显示列表索引。
注意：如果你不愿意用显示列表，你也可以忽略它，这并不影响，教程。
接下来，我们用一个公共的函数来处理窗口尺寸。唯一的区别是函数glutLookAt的参数用变量而不是固定的值。gluLookAt函数提供了一个简单直观的方法来设置照相机的位置和方向。它有三组参数，每一组由三个浮点型数组成。前三个参数表明照相机的位置，第二组参数定义照相机观察的方向，最后一组表明向上的向量，这个通常设为（0.0，1.0，0.0）。也就是说照相机并没有倾斜。如你想看到所有的物体都是倒置的则可以设置为（0.0，-1.0，0.0）。
上面提到的变量x,y,z表示照相机位置，因此这三个变量也就对应着函数gluLookAt里的第一组向量。第二组参数观察方向，是通过定义视线的向量和照相机位置相加得到的：
Look At Point=Line Of Sight+ Camera Position
void reShape(int w, int h) { // 防止被0除. if(h == 0) h = 1; ratio = 1.0f * w / h; // Reset the coordinate system before modifying glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); //设置视口为整个窗口大小 glViewport(0, 0, w, h); //设置可视空间 gluPerspective(45,ratio,1,1000); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); gluLookAt(x, y, z, x + lx,y + ly,z + lz, 0.0f,1.0f,0.0f); }
下面我们定义显示列表，绘制雪人，初始化场景，渲染场景。
void drawSnowMan() { glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f); //画身体 glTranslatef(0.0f ,0.75f, 0.0f); glutSolidSphere(0.75f,20,20); // 画头 glTranslatef(0.0f, 1.0f, 0.0f); glutSolidSphere(0.25f,20,20); // 画眼睛 glPushMatrix(); glColor3f(0.0f,0.0f,0.0f); glTranslatef(0.05f, 0.10f, 0.18f); glutSolidSphere(0.05f,10,10); glTranslatef(-0.1f, 0.0f, 0.0f); glutSolidSphere(0.05f,10,10); glPopMatrix(); // 画鼻子 glColor3f(1.0f, 0.5f , 0.5f); glRotatef(0.0f,1.0f, 0.0f, 0.0f); glutSolidCone(0.08f,0.5f,10,2); }
创建显示列表号
GLuint createDL() { GLuint snowManDL; //生成一个显示列表号 snowManDL = glGenLists(1); // 开始显示列表 glNewList(snowManDL,GL_COMPILE); // call the function that contains // the rendering commands drawSnowMan(); // endList glEndList(); return(snowManDL); }
这里我们建立函数，处理特殊键按下消息。使用左右方向键旋转照相机，也就是改变视线。上下方向键使照相机沿视线前后移动。
void inputKey(int key, int x, int y) { switch (key) { case GLUT_KEY_LEFT : angle -= 0.01f; orientMe(angle);break; case GLUT_KEY_RIGHT : angle +=0.01f; orientMe(angle);break; case GLUT_KEY_UP : moveMeFlat(1);break; case GLUT_KEY_DOWN : moveMeFlat(-1);break; }
当我们按下左右方向键时angle变量改变，并且orientMe被调用。这个函数将旋转照相机。函数moveMeFlat负责在XZ平面里沿着某一视线移动照相机。函数orientMe接受一个参数angle并且为视线的X,Z计算出适当的值。新的lx和lz映射在一个XZ平面的单位圆上。因此给定一个角度ang，新的lx，lz的值为：
Lx=sin(ang)；
Lz=cos(ang)；
就像我们把极坐标（ang，1）转换为欧几里德几何坐标一样。然后我们设定新的照相机方向。注意：照相机并未移动，照相机位置没变，仅仅改变了视线方向。
void orientMe(float ang) { lx = sin(ang); lz = -cos(ang); glLoadIdentity(); gluLookAt(x, y, z, x + lx,y + ly,z + lz, 0.0f,1.0f,0.0f); }
下一个函数就是管理照相机移动的moveMeFlat。我们想沿视线移动照相机。为了完成这个任务，我们把视线里的一小部分加入到我们的当前的位置。新的X,Z的值为：
X=x+direction(lx)*fraction
Z=z+direction*(lz)*fraction
方向是1或者-1，这取决于我们是前移还是后移。这个fraction可以加速视实现。我们知道（lx,lz）是一个整体的向量。因此如果franction是个常数那么移动速度也就是一个常量。增大franction我们就可以移动的更快。接下来的步骤和orientMe函数一样。
void moveMeFlat(int direction) { x = x + direction*(lx)*0.1; z = z + direction*(lz)*0.1; glLoadIdentity(); gluLookAt(x, y, z, x + lx,y + ly,z + lz, 0.0f,1.0f,0.0f); }
这时main函数如下：
int main(int argc, char** argv) { glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode(GLUT_DEPTH | GLUT_RGBA | GLUT_DOUBLE); glutInitWindowPosition(100,100); glutInitWindowSize(640,360); glutCreateWindow("GLUT Tutorials Scene Rovering"); initScene(); glutSpecialFunc(inputKey); glutDisplayFunc(renderScene); glutIdleFunc(renderScene); glutReshapeFunc(reShape); glutMainLoop(); return 0; }
此处我的完整代码如下
#include <math.h> #include <stdlib.h> #include <gl/glut.h> static float angle = 0.0, ratio; static float x = 0.0f, y = 1.75f, z = 5.0f; static float lx = 0.0f, ly = 0.0f, lz = -1.0f; static GLint snowman_display_list; void reShape(int width, int height) { // 防止被0除. if (height == 0) height = 1; ratio = 1.0f * width / height; //Reset the coordinate system before modifying glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); //设置视口为整个窗口大小 glViewport(0, 0, width, height); //设置可视空间 gluPerspective(45, ratio, 1, 1000); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); gluLookAt(x, y, z,x + lx, y + ly, z + lz, 0.0f, 1.0f, 0.0f); } void drawSnowMan() { glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f); //画身体 glTranslatef(0.0f, 0.75f, 0.0f); glutSolidSphere(0.75f, 20, 20); // 画头 glTranslatef(0.0f, 1.0f, 0.0f); glutSolidSphere(0.25f, 20, 20); // 画眼睛 glPushMatrix(); glColor3f(0.0f, 0.0f, 0.0f); glTranslatef(0.05f, 0.10f, 0.18f); glutSolidSphere(0.05f, 10, 10); glTranslatef(-0.1f, 0.0f, 0.0f); glutSolidSphere(0.05f, 10, 10); glPopMatrix(); // 画鼻子 glColor3f(1.0f, 0.5f, 0.5f); glRotatef(0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f); glutSolidCone(0.08f, 0.5f, 10, 2); } GLuint createDL() { GLuint snowManDL; //生成一个显示列表号 snowManDL = glGenLists(1); // 开始显示列表 glNewList(snowManDL, GL_COMPILE); // call the function that contains // the rendering commands drawSnowMan(); // endList glEndList(); return(snowManDL); } void initScene() { glEnable(GL_DEPTH_TEST); snowman_display_list = createDL(); } void renderScene(void) { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); //画了一个地面 glColor3f(0.9f, 0.9f, 0.9f); glBegin(GL_QUADS); glVertex3f(-100.0f, 0.0f, -100.0f); glVertex3f(-100.0f, 0.0f, 100.0f); glVertex3f(100.0f, 0.0f, 100.0f); glVertex3f(100.0f, 0.0f, -100.0f); glEnd(); //画了36个雪人 for (int i = -3; i < 3; i++) { for (int j = -3; j < 3; j++) { glPushMatrix(); glTranslatef(i*10.0, 0, j * 10.0); glCallList(snowman_display_list); glPopMatrix(); } } glutSwapBuffers(); } void moveMeFlat(int direction) { x = x + direction*(lx)*0.1; z = z + direction*(lz)*0.1; glLoadIdentity(); gluLookAt(x, y, z,x + lx, y + ly, z + lz,0.0f, 1.0f, 0.0f); } void orientMe(float ang) { lx = sin(ang); lz = -cos(ang); glLoadIdentity(); gluLookAt(x, y, z,x + lx, y + ly, z + lz,0.0f, 1.0f, 0.0f); } void inputKey(int key, int x, int y) { switch (key) { case GLUT_KEY_LEFT: angle -= 0.01f; orientMe(angle); break; case GLUT_KEY_RIGHT: angle += 0.01f; orientMe(angle); break; case GLUT_KEY_UP: moveMeFlat(1); break; case GLUT_KEY_DOWN: moveMeFlat(-1); break; } } int main(int argc, char** argv) { glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode(GLUT_DEPTH | GLUT_RGBA | GLUT_DOUBLE); glutInitWindowPosition(100,100); glutInitWindowSize(640,360); glutCreateWindow("GLUT Tutorials Scene Rovering"); initScene(); glutSpecialFunc(inputKey); glutDisplayFunc(renderScene); glutIdleFunc(renderScene); glutReshapeFunc(reShape); glutMainLoop(); return 0; }
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