一、案例及相關(guān)函數(shù)說明

使用OpenGL繪制一個正方形，并且利用鍵盤的上下左右鍵控制正方形的上下左右移動。效果如下：

效果.gif

本次案例需要的幾個函數(shù)：

• int main(int argc,char *argv[]) main函數(shù)：
  類似于我們開發(fā)中的main函數(shù)，是APP程序的入口，在OPenGL中是程序??。
  OpenGL 是?向過程編程.所以你會發(fā)現(xiàn)利用OpenGL處理圖形/圖像都是鏈?zhǔn)叫问?
  以及基于OpenGL封裝的圖像處理理框架也是鏈?zhǔn)骄幊獭?/li>
• void changeSize(int w ,int h):changeSize 函數(shù):
  自定義函數(shù)，通過glutReshaperFunc(函數(shù)名)注冊為重塑函數(shù).當(dāng)屏幕大小發(fā)生變化/或者第?次創(chuàng)建窗口時,會調(diào)用該函數(shù)調(diào)整窗口?小/視?口?小。
• void RenderScene(void) RenderScene函數(shù)：
  ?定義函數(shù)，通過glutDisplayFunc(函數(shù)名)注冊為顯示渲染函數(shù).當(dāng)屏幕發(fā)生變化/或者開發(fā)者主動渲染會調(diào)?此函數(shù),用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)->渲染過程。
• void setupRC(void) setupRC函數(shù)：
  自定義函數(shù),設(shè)置你需要渲染的圖形的相關(guān)頂點數(shù)據(jù)/顏?色數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作，可以理解為初始化配置函數(shù)。
• void SpecialKeys(int key, int x, int y) SpecialKey函數(shù)：
  自定義函數(shù)，接收到鍵盤上下左右按鍵的響應(yīng)，根據(jù)按鍵進行計算并且觸發(fā)重繪API。

接下來看下整個案例的流程圖：

流程圖.png

二、上代碼

main()函數(shù)：

程序啟動的入口,在這里主要是做程序的準(zhǔn)備工作：

1. 初始化OpenGL，設(shè)置當(dāng)前工作目錄，初始化GLUT庫等；
2. 設(shè)置窗口大小和標(biāo)題顯示相關(guān)的內(nèi)容
3. 注冊各種監(jiān)聽回調(diào)函數(shù)(本案例中主要是以下幾種：changeSize窗口大小發(fā)生改變的回調(diào)；RenderScene繪制/重繪回調(diào)；SpecialKeys鍵盤特殊鍵位點擊后的的回調(diào))
4. 調(diào)用setupRC()，開啟glutMainLoop(類似iOS中的RunLoop)。

int main(int argc,char *argv[])
{
    //設(shè)置當(dāng)前工作目錄，針對MAC OS X
    gltSetWorkingDirectory(argv[0]);
    //初始化GLUT庫,這個函數(shù)只是傳說命令參數(shù)并且初始化glut庫
    glutInit(&argc, argv);  glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE|GLUT_RGBA|GLUT_DEPTH|GLUT_STENCIL);
    
    //GLUT窗口大小、窗口標(biāo)題
    glutInitWindowSize(800, 600);
    glutCreateWindow("Triangle");
    //注冊重塑函數(shù),當(dāng)窗口大小發(fā)生改變時，會觸發(fā)changeSize()回調(diào)
    glutReshapeFunc(changeSize);
    //注冊顯示函數(shù);當(dāng)changeSize觸發(fā)時,或者glutPostRedisplay()會觸發(fā)
    //RenderScene()回調(diào)
    glutDisplayFunc(RenderScene);
    //注冊特殊函數(shù)(鍵盤按鍵點擊監(jiān)聽)，當(dāng)點擊鍵盤時觸發(fā)；
    glutSpecialFunc(SpecialKeys);
    GLenum status = glewInit();
    if (GLEW_OK != status) {
        printf("GLEW Error:%s\n",glewGetErrorString(status));
        return 1;
    }
    //設(shè)置我們的渲染環(huán)境
    setupRC();
    glutMainLoop();
    return  0;
}

setupRC()函數(shù):

setupRC主要做了一些初始化操作，可以理解為iOS中在初始化UIView時進行的UI開發(fā)配置

1. 設(shè)置窗口背景顏?色
2. 初始化存儲著?色器shaderManager
3. 設(shè)置圖形頂點數(shù)據(jù)
4. 利用GLBatch三?形批次類,將數(shù)據(jù)傳遞到著色器器
   setupRC只能在main函數(shù)中調(diào)用手動觸發(fā)。

void setupRC()
{
    //設(shè)置清屏顏色（背景顏色）
    glClearColor(0.98f, 0.40f, 0.7f, 1);
    //初始化著色管理器
    shaderManager.InitializeStockShaders();
    //修改為GL_TRIANGLE_FAN ，4個頂點
    //其實就是在以某種方式構(gòu)造數(shù)據(jù)，后面的渲染會用到這些數(shù)據(jù)
    //這里用到了GLBatch批次類,是一個容器類
    //裝什么樣的數(shù)據(jù)
    triangleBatch.Begin(GL_TRIANGLE_FAN, 4);
    //數(shù)據(jù)是什么
    triangleBatch.CopyVertexData3f(vVerts);
    //裝完了
    triangleBatch.End();
}

changeSize()函數(shù)：

changeSize中主要做兩件事：

1. 設(shè)置OpenGL 視?
2. 設(shè)置OpenGL 投影?式等.
   changeSize觸發(fā)方式主要有兩種：手動觸發(fā)（新建窗?）和回調(diào)觸發(fā)（改變視口位置大小后）。

void changeSize(int w ,int h) {
/*
     x,y 參數(shù)代表窗口中視圖的左下角坐標(biāo)，而寬度、高度是像素為表示，通常x,y 都是為0
    */
   glViewport(0, 0, w, h);
}

RenderScene()函數(shù)：

RenderScene主要處理的就是屏幕上具體呈現(xiàn)的內(nèi)容:

1. 清理理緩存區(qū)(顏?色,深度,模板緩存區(qū)等)
2. 使?用存儲著?色器器
3. 繪制圖形.

可以理解為UIView下的drawInRect:；
RenderScene觸發(fā)方式主要有兩種：系統(tǒng)自動觸發(fā)（changeSize調(diào)用后）和回調(diào)觸發(fā)（調(diào)用glutPostRedisplay重繪)。

void RenderScene(void)
{
   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT|GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
    //設(shè)置一個顏色{R,G,B,A}
    GLfloat vRed[] = {1.0f,0.0f,0.0f,0.0f};
    //4x4矩陣
    M3DMatrix44f mTransfromMatrix;
    //平移
    m3dTranslationMatrix44(mTransfromMatrix, xPos, yPos, 0.0f);
    //將矩陣結(jié)果 提交給固定著色器（平面著色器）中繪制
 shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT,mTransfromMatrix,vRed);
    triangleBatch.Draw();

    //執(zhí)行交換緩存區(qū) (因為是雙緩存區(qū))
    glutSwapBuffers();
}

值得注意的是，這里我們移動視圖的時候是通過矩陣來實現(xiàn)的，除此之外我們還有分點單獨計算，但是那樣在頂點數(shù)據(jù)很多的情況下效率是極其低的。所以合理運用矩陣對我們使用OpenGL起到非常重要的作用。

SpecialKeys()函數(shù):

SpecialKeys是我們在main()中添加的對鍵盤按鈕點擊后的監(jiān)聽回調(diào)，該回調(diào)會返回一個int類型的key,我們根據(jù)曾這個key可以判斷我們點擊了鍵盤上的哪個鍵，進而實現(xiàn)后面的計算。這個方法是按鍵控制屏幕上視圖移動的效果的核心方法，所以這里主要捕獲上,下,左,右鍵，并做一些數(shù)據(jù)處理。

void SpecialKeys(int key, int x, int y){
    
    GLfloat stepSize = 0.025f;
    if (key == GLUT_KEY_UP) {
        yPos += stepSize;
    }
    if (key == GLUT_KEY_DOWN) {
        yPos -= stepSize;
    }
    if (key == GLUT_KEY_LEFT) {
        xPos -= stepSize;
    }
    if (key == GLUT_KEY_RIGHT) {
        xPos += stepSize;
    }
    //碰撞檢測
    if (xPos < (-1.0f + blockSize)) {
        xPos = -1.0f + blockSize;
    }
    if (xPos > (1.0f - blockSize)) {
        xPos = 1.0f - blockSize;
    }
    if (yPos < (-1.0f + blockSize)) {
        yPos = -1.0f + blockSize;
    }
    if (yPos > (1.0f - blockSize)) {
        yPos = 1.0f - blockSize;
    }
    //這是觸發(fā)重繪的一個API,類似于調(diào)用setNeedsDisplay()
    glutPostRedisplay();
}

代碼中的碰撞檢測實際是顯示邊界問題，防止我們在移動過程中正方形視圖移出了我們的顯示視圖區(qū)域。

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