這一課就要解釋一個(gè)基本的3D世界"結(jié)構(gòu)"，以及如何在這個(gè)世界里游走。

lesson9.h

#ifndef?LESSON9_H
#define?LESSON9_H

#include#include#include#include//三角形本質(zhì)上是由一些(兩個(gè)以上)頂點(diǎn)組成的多邊形，頂點(diǎn)同時(shí)也是我們的最基本的分類單位。
//頂點(diǎn)包含了OpenGL真正感興趣的數(shù)據(jù)。我們用3D空間中的坐標(biāo)值(x,y,z)以及它們的紋理坐標(biāo)(u,v)來定義三角形的每個(gè)頂點(diǎn)。
typedef?struct?tagVERTEX	//?創(chuàng)建Vertex頂點(diǎn)結(jié)構(gòu)
{
????float?x,?y,?z;			//?3D?坐標(biāo)
????float?u,?v;				//?紋理坐標(biāo)
}?VERTEX;					//?命名為VERTEX
//一個(gè)sector(區(qū)段)包含了一系列的多邊形，所以下一個(gè)目標(biāo)就是triangle(我們將只用三角形，這樣寫代碼更容易些)。
typedef?struct?tagTRIANGLE	//?創(chuàng)建Triangle三角形結(jié)構(gòu)
{
????VERTEX?vertex[3];	????//?VERTEX矢量數(shù)組，大小為3
}TRIANGLE;??????????????????//?命名為?TRIANGLE
typedef?struct?tagSECTOR	//?創(chuàng)建Sector區(qū)段結(jié)構(gòu)
{
????int?numtriangles;		//?Sector中的三角形個(gè)數(shù)
????TRIANGLE*?triangle;		//?指向三角數(shù)組的指針
}?SECTOR;					//?命名為SECTOR

const?float?piover180?=?0.0174532925f;

class?QPainter;
class?QOpenGLContext;
class?QOpenGLPaintDevice;

class?Lesson9?:?public?QWindow,?QOpenGLFunctions_1_1
{
????Q_OBJECT
public:
????explicit?Lesson9(QWindow?*parent?=?0);
????~Lesson9();

????virtual?void?render(QPainter?*);
????virtual?void?render();
????virtual?void?initialize();

public?slots:
????void?renderNow();

protected:
????void?exposeEvent(QExposeEvent?*);
????void?resizeEvent(QResizeEvent?*);
????void?keyPressEvent(QKeyEvent?*);?//?鍵盤事件

private:
????void?setupWorld();
????void?readStr(QTextStream?*stream,?QString?&string);
????void?loadGLTexture();

private:
????QOpenGLContext?*m_context;

????SECTOR?m_sector1;

????GLfloat?m_yrot;
????GLfloat?m_xpos;
????GLfloat?m_zpos;
????GLfloat?m_heading;
????GLfloat?m_walkbias;
????GLfloat?m_walkbiasangle;
????GLfloat?m_lookupdown;

????GLuint	m_filter;
????GLuint	m_texture[3];
};

#endif?//?LESSON9_H

lessson9.cpp

#include?"lesson9.h"

#include#include#include#include#include#includeLesson9::Lesson9(QWindow?*parent)?:
????QWindow(parent)
??,?m_context(0)
??,?m_yrot(0.0f)
??,?m_xpos(0.0f)
??,?m_zpos(0.0f)
??,?m_heading(0.0f)
??,?m_walkbias(0.0f)
??,?m_walkbiasangle(0.0f)
??,?m_lookupdown(0.0f)
??,?m_filter(0)
{
????setSurfaceType(QWindow::OpenGLSurface);
}

Lesson9::~Lesson9()
{
????glDeleteTextures(3,?&m_texture[0]);
}

void?Lesson9::render(QPainter?*painter)
{
????Q_UNUSED(painter);
}
//顯示世界
//現(xiàn)在區(qū)段已經(jīng)載入內(nèi)存，我們下一步要在屏幕上顯示它。到目前為止，我們所作過的都是些簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)和平移。
//但我們的鏡頭始終位于原點(diǎn)(0，0，0)處。任何一個(gè)不錯(cuò)的3D引擎都會(huì)允許用戶在這個(gè)世界中游走和遍歷，我們的這個(gè)也一樣。
//實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的一種途徑是直接移動(dòng)鏡頭并繪制以鏡頭為中心的3D環(huán)境。這樣做會(huì)很慢并且不易用代碼實(shí)現(xiàn)。我們的解決方法如下：
//圍繞原點(diǎn)，以與鏡頭相反的旋轉(zhuǎn)方向來旋轉(zhuǎn)世界。(讓人產(chǎn)生鏡頭旋轉(zhuǎn)的錯(cuò)覺)。
//以與鏡頭平移方式相反的方式來平移世界(讓人產(chǎn)生鏡頭移動(dòng)的錯(cuò)覺)。
void?Lesson9::render()
{
????glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

????glViewport(0,0,(GLint)width(),(GLint)height());?//?重置當(dāng)前視口
????glMatrixMode(GL_PROJECTION);????????????????????//?選擇投影矩陣
????glLoadIdentity();???????????????????????????????//?重置投影矩陣為單位矩陣
????gluPerspective(45.0f,(GLdouble)width()/(GLdouble)height(),0.1f,100.0f);

????glMatrixMode(GL_MODELVIEW);//?選擇模型視圖矩陣
????glLoadIdentity();??????????//?重置模型視圖矩陣為單位矩陣

????GLfloat?x_m,?y_m,?z_m,?u_m,?v_m;????????//?頂點(diǎn)的臨時(shí)?X,?Y,?Z,?U?和?V?的數(shù)值
????GLfloat?xtrans?=?-m_xpos;				//?用于游戲者沿X軸平移時(shí)的大小
????GLfloat?ztrans?=?-m_zpos;				//?用于游戲者沿Z軸平移時(shí)的大小
????GLfloat?ytrans?=?-m_walkbias-0.25f;		//?用于頭部的上下擺動(dòng)
????GLfloat?sceneroty?=?360.0f?-?m_yrot;	//?位于游戲者方向的360度角
????int?numtriangles;						//?保有三角形數(shù)量的整數(shù)
????glRotatef(m_lookupdown,?1.0f,?0?,0);????//?上下旋轉(zhuǎn)
????glRotatef(sceneroty,?0,?1.0f,?0);		//?左右旋轉(zhuǎn)
????glTranslatef(xtrans,?ytrans,?ztrans);	//?以游戲者為中心的平移場(chǎng)景
????glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,?m_texture[m_filter]);	???//?根據(jù)filter選擇的紋理
????numtriangles?=?m_sector1.numtriangles;				???//?取得Sector1的三角形數(shù)量
????for?(int?loop_m?=?0;?loop_m?<?numtriangles;?loop_m++)??//?遍歷所有的三角形
????{
????????glBegin(GL_TRIANGLES);					????????//?開始繪制三角形
????????x_m?=?m_sector1.triangle[loop_m].vertex[0].x;	//?第一點(diǎn)的?X?分量
????????y_m?=?m_sector1.triangle[loop_m].vertex[0].y;	//?第一點(diǎn)的?Y?分量
????????z_m?=?m_sector1.triangle[loop_m].vertex[0].z;	//?第一點(diǎn)的?Z?分量
????????u_m?=?m_sector1.triangle[loop_m].vertex[0].u;	//?第一點(diǎn)的?U??紋理坐標(biāo)
????????v_m?=?m_sector1.triangle[loop_m].vertex[0].v;	//?第一點(diǎn)的?V??紋理坐標(biāo)

????????glTexCoord2f(u_m,v_m);?glVertex3f(x_m,y_m,z_m);	//?設(shè)置紋理坐標(biāo)和頂點(diǎn)
????????x_m?=?m_sector1.triangle[loop_m].vertex[1].x;	//?第二點(diǎn)的?X?分量
????????y_m?=?m_sector1.triangle[loop_m].vertex[1].y;	//?第二點(diǎn)的?Y?分量
????????z_m?=?m_sector1.triangle[loop_m].vertex[1].z;	//?第二點(diǎn)的?Z?分量
????????u_m?=?m_sector1.triangle[loop_m].vertex[1].u;	//?第二點(diǎn)的?U??紋理坐標(biāo)
????????v_m?=?m_sector1.triangle[loop_m].vertex[1].v;	//?第二點(diǎn)的?V??紋理坐標(biāo)

????????glTexCoord2f(u_m,v_m);?glVertex3f(x_m,y_m,z_m);	//?設(shè)置紋理坐標(biāo)和頂點(diǎn)
????????x_m?=?m_sector1.triangle[loop_m].vertex[2].x;	//?第三點(diǎn)的?X?分量
????????y_m?=?m_sector1.triangle[loop_m].vertex[2].y;	//?第三點(diǎn)的?Y?分量
????????z_m?=?m_sector1.triangle[loop_m].vertex[2].z;	//?第三點(diǎn)的?Z?分量
????????u_m?=?m_sector1.triangle[loop_m].vertex[2].u;	//?第二點(diǎn)的?U??紋理坐標(biāo)
????????v_m?=?m_sector1.triangle[loop_m].vertex[2].v;	//?第二點(diǎn)的?V??紋理坐標(biāo)
????????glTexCoord2f(u_m,v_m);?glVertex3f(x_m,y_m,z_m);	//?設(shè)置紋理坐標(biāo)和頂點(diǎn)
????????glEnd();						????????????????//?三角形繪制結(jié)束
????}
}

void?Lesson9::initialize()
{
????loadGLTexture();??????????????????????//?加載紋理
????glEnable(GL_TEXTURE_2D);??????????????//?啟用紋理映射
????glShadeModel(GL_SMOOTH);??????????????//?啟用平滑著色
????glClearColor(0.0f,?0.0f,?0.0f,?0.0f);?//?黑色背景
????glClearDepth(1.0f);???????????????????//?設(shè)置深度緩存
????glEnable(GL_DEPTH_TEST);??????????????//?啟用深度測(cè)試
????glDepthFunc(GL_LEQUAL);???????????????//?深度測(cè)試類型
????//?接著告訴OpenGL我們希望進(jìn)行最好的透視修正。這會(huì)十分輕微的影響性能。但使得透視圖看起來好一點(diǎn)。
????glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT,?GL_NICEST);

????setupWorld();
}

void?Lesson9::renderNow()
{
????if?(!isExposed())
????????return;

????bool?needsInitialize?=?false;

????if?(!m_context)?{
????????m_context?=?new?QOpenGLContext(this);
????????m_context->setFormat(requestedFormat());
????????m_context->create();

????????needsInitialize?=?true;
????}

????m_context->makeCurrent(this);

????if?(needsInitialize)?{
????????initializeOpenGLFunctions();
????????initialize();
????}

????render();

????m_context->swapBuffers(this);
}

//載入文件
//在程序內(nèi)部直接存儲(chǔ)數(shù)據(jù)會(huì)讓程序顯得太過死板和無趣。從磁盤上載入世界資料，會(huì)給我們帶來更多的彈性，可以讓我們體驗(yàn)不同的世界，
//而不用被迫重新編譯程序。另一個(gè)好處就是用戶可以切換世界資料并修改它們而無需知道程序如何讀入輸出這些資料的。
//數(shù)據(jù)文件的類型我們準(zhǔn)備使用文本格式。這樣編輯起來更容易，寫的代碼也更少。等將來我們也許會(huì)使用二進(jìn)制文件。
//問題是，怎樣才能從文件中取得數(shù)據(jù)資料呢？首先，創(chuàng)建一個(gè)叫做SetupWorld()的新函數(shù)。把這個(gè)文件定義為file，并且使用只讀方式打開文件。
//我們必須在使用完畢之后關(guān)閉文件。大家一起來看看現(xiàn)在的代碼：
void?Lesson9::setupWorld()
{
????QFile?file(":/world/World.txt");
????if(!file.open(QIODevice::ReadOnly))
????{
????????qDebug()<<"Can't?open?world?file.";
????????return;
????}

????QTextStream?stream(&file);
????//我們對(duì)區(qū)段進(jìn)行初始化，并讀入部分?jǐn)?shù)據(jù)
????QString?oneline;		//?存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的字符串
????int?numtriangles;		//?區(qū)段的三角形數(shù)量
????float?x,?y,?z,?u,?v;	//?3D?和?紋理坐標(biāo)

????readStr(&stream,?oneline);?//?讀入一行數(shù)據(jù)
????sscanf(oneline.toLatin1().data(),?"NUMPOLLIES?%dn",?&numtriangles);?//?讀入三角形數(shù)量

????m_sector1.triangle?=?new?TRIANGLE[numtriangles];		?//?為numtriangles個(gè)三角形分配內(nèi)存并設(shè)定指針
????m_sector1.numtriangles?=?numtriangles;					?//?定義區(qū)段1中的三角形數(shù)量
????//?遍歷區(qū)段中的每個(gè)三角形
????for?(int?triloop?=?0;?triloop?<?numtriangles;?triloop++)?//?遍歷所有的三角形
????{
????????//?遍歷三角形的每個(gè)頂點(diǎn)
????????for?(int?vertloop?=?0;?vertloop?<?3;?vertloop++)	?//?遍歷所有的頂點(diǎn)
????????{
????????????readStr(&stream,?oneline);				?????????//?讀入一行數(shù)據(jù)
????????????//?讀入各自的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)
????????????sscanf(oneline.toLatin1().data(),?"%f?%f?%f?%f?%f",?&x,?&y,?&z,?&u,?&v);
????????????//?將頂點(diǎn)數(shù)據(jù)存入各自的頂點(diǎn)
????????????m_sector1.triangle[triloop].vertex[vertloop].x?=?x;	//?區(qū)段?1,??第?triloop?個(gè)三角形,?第??vertloop?個(gè)頂點(diǎn),?值?x=x
????????????m_sector1.triangle[triloop].vertex[vertloop].y?=?y;	//?區(qū)段?1,??第?triloop?個(gè)三角形,?第??vertloop?個(gè)頂點(diǎn),?值?y=y
????????????m_sector1.triangle[triloop].vertex[vertloop].z?=?z;	//?區(qū)段?1,??第?triloop?個(gè)三角形,?第??vertloop?個(gè)頂點(diǎn),?值?z=z
????????????m_sector1.triangle[triloop].vertex[vertloop].u?=?u;	//?區(qū)段?1,??第?triloop?個(gè)三角形,?第??vertloop?個(gè)頂點(diǎn),?值?u=u
????????????m_sector1.triangle[triloop].vertex[vertloop].v?=?v;	//?區(qū)段?1,??第?triloop?個(gè)三角形,?第??vertloop?個(gè)頂點(diǎn),?值?v=v
????????}
????}
????//數(shù)據(jù)文件中每個(gè)三角形都以如下形式聲明:
????//X1?Y1?Z1?U1?V1
????//X2?Y2?Z2?U2?V2
????//X3?Y3?Z3?U3?V3
????file.close();
}

//將每個(gè)單獨(dú)的文本行讀入變量。這有很多辦法可以做到。一個(gè)問題是文件中并不是所有的行都包含有意義的信息。
//空行和注釋不應(yīng)該被讀入。我們創(chuàng)建了一個(gè)叫做readstr()的函數(shù)。這個(gè)函數(shù)會(huì)從數(shù)據(jù)文件中讀入一個(gè)有意義的行
//至一個(gè)已經(jīng)初始化過的字符串。下面就是代碼：
void?Lesson9::readStr(QTextStream?*stream,?QString?&string)
{
????do
????{
????????string?=?stream->readLine();
????}?while?(string[0]?==?'/'?||?string[0]?==?'n'?||?string.isEmpty());
}

void?Lesson9::loadGLTexture()
{
????QImage?image(":/image/Crate.bmp");
????image?=?image.convertToFormat(QImage::Format_RGB888);
????image?=?image.mirrored();
????glGenTextures(3,?&m_texture[0]);//?創(chuàng)建紋理
????//?創(chuàng)建近鄰濾波紋理
????glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,?m_texture[0]);
????glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_NEAREST);
????glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_NEAREST);
????glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D,?0,?3,?image.width(),?image.height(),
?????????????????0,?GL_RGB,?GL_UNSIGNED_BYTE,?image.bits());

????//?創(chuàng)建線性濾波紋理
????glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,?m_texture[1]);
????glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR);
????glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR);
????glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D,?0,?3,?image.width(),?image.height(),
?????????????????0,?GL_RGB,?GL_UNSIGNED_BYTE,?image.bits());

????//?創(chuàng)建MipMapped濾波紋理
????glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,?m_texture[2]);
????glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR);
????glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST);
????gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D,?3,?image.width(),?image.height(),
??????????????????????GL_RGB,?GL_UNSIGNED_BYTE,?image.bits());
}

void?Lesson9::exposeEvent(QExposeEvent?*event)
{
????Q_UNUSED(event);

????if?(isExposed())
????{
????????renderNow();
????}
}

void?Lesson9::resizeEvent(QResizeEvent?*event)
{
????Q_UNUSED(event);

????if?(isExposed())
????{
????????renderNow();
????}
}
//當(dāng)左右方向鍵按下后，旋轉(zhuǎn)變量yrot。
//當(dāng)前后方向鍵按下后，我們使用sine和cosine函數(shù)重新生成鏡頭位置(您需要些許三角函數(shù)學(xué)的知識(shí))。
//Piover180是一個(gè)很簡(jiǎn)單的折算因子用來折算度和弧度。
//接著您可能會(huì)問：walkbias是什么意思？這是NeHe的發(fā)明的單詞?；旧暇褪钱?dāng)人行走時(shí)頭部產(chǎn)生上下擺動(dòng)的幅度。
//我們使用簡(jiǎn)單的sine正弦波來調(diào)節(jié)鏡頭的Y軸位置。如果不添加這個(gè)而只是前后移動(dòng)的話，程序看起來就沒這么棒了。
void?Lesson9::keyPressEvent(QKeyEvent?*event)
{
????int?key=event->key();
????switch(key)
????{
????case?Qt::Key_PageUp:?????//?向上旋轉(zhuǎn)場(chǎng)景
????{
????????m_lookupdown-=1.0f;
????????break;
????}
????case?Qt::Key_PageDown:???//?向下旋轉(zhuǎn)場(chǎng)景
????{
????????m_lookupdown+=1.0f;
????????break;
????}
????case?Qt::Key_Right:
????{
????????m_heading?-=1.0f;
????????m_yrot?=?m_heading;	?//?向左旋轉(zhuǎn)場(chǎng)景
????????break;
????}
????case?Qt::Key_Left:
????{
????????m_heading?+=?1.0f;
????????m_yrot?=?m_heading;	//?向右側(cè)旋轉(zhuǎn)場(chǎng)景
????????break;
????}
????case?Qt::Key_Up:
????{
????????m_xpos?-=?(float)sin(m_heading*piover180)?*?0.05f;	//?沿游戲者所在的X平面移動(dòng)
????????m_zpos?-=?(float)cos(m_heading*piover180)?*?0.05f;	//?沿游戲者所在的Z平面移動(dòng)
????????if?(m_walkbiasangle?>=?359.0f)					????//?如果walkbiasangle大于359度
????????{
????????????m_walkbiasangle?=?0.0f;					????????//?將walkbiasangle設(shè)為0
????????}
????????else
????????{
????????????m_walkbiasangle+=?10;					????????//?如果walkbiasangle?<?359，則增加10
????????}
????????m_walkbias?=?(float)sin(m_walkbiasangle?*?piover180)/20.0f;?//?使游戲者產(chǎn)生跳躍感
????????break;
????}
????case?Qt::Key_Down:
????{
????????m_xpos?+=?(float)sin(m_heading*piover180)?*?0.05f;	//?沿游戲者所在的X平面移動(dòng)
????????m_zpos?+=?(float)cos(m_heading*piover180)?*?0.05f;	//?沿游戲者所在的Z平面移動(dòng)
????????if?(m_walkbiasangle??1，減去10
????????}
????????m_walkbias?=?(float)sin(m_walkbiasangle?*?piover180)/20.0f;	?//?使游戲者產(chǎn)生跳躍感
????????break;
????}
????case?Qt::Key_F:
????{
????????m_filter+=1;
????????if(m_filter?>?2)
????????{
????????????m_filter?=?0;
????????}
????}
????}
????if(key==Qt::Key_F||key==Qt::Key_PageUp||key==Qt::Key_PageDown||key==Qt::Key_Up||key==Qt::Key_Down
????????????||key==Qt::Key_Right||key==Qt::Key_Left)
????{
????????renderNow();
????}
}

main.cpp

#include#includeint?main(int?argc,?char?*argv[])
{
????QGuiApplication?app(argc,?argv);

????QSurfaceFormat?format;
????format.setSamples(16);

????Lesson9?window;
????window.setFormat(format);
????window.resize(640,?480);
????window.show();

????return?app.exec();
}

運(yùn)行效果

按鍵控制

F鍵：切換三種濾波方式

PageUp和PageDown：控制場(chǎng)景的上下角度

方向鍵Up和Down：控制場(chǎng)景的前進(jìn)和后退

方向鍵Left和Right：控制場(chǎng)景的作用角度