OpenGL-DrawSphere.zip

/*** * 例程 绘制球体 (MAKE后运行时可删除ALL_BUILD，也可以将Task-sphere设为默认启动工程) * 步骤: * 1-初始化: GLFW窗口，GLAD。 * 2-计算球体顶点：通过数学方法计算球体的每个顶点坐标 * 2-数据处理: 通过球体顶点坐标构造三角形网格，生成并绑定VAO&VBO&EBO(准备在GPU中进行处理)，设置顶点属性指针(本质上就是告诉OpenGL如何处理数据)。 * 3-着色器: 给出顶点和片段着色器，然后链接为着色器程序，渲染时使用着色器程序。 * 4-渲染: 使用画线模式画圆，开启面剔除，剔除背面，使用线框模式画球 * 5-结束： 清空缓冲，交换缓冲区检查触发事件后释放资源 */ #include <glad/glad.h> #include <GLFW/glfw3.h> #include "shader.h" #include <iostream> #include <math.h> #include <vector> const unsigned int screen_width = 780; const unsigned int screen_height = 780; const GLfloat PI = 3.14159265358979323846f; // 将球横纵划分成50X50的网格 const int Y_SEGMENTS = 50; const int X_SEGMENTS = 50; int main() { // 初始化GLFW glfwInit(); // 初始化GLFW glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3); // OpenGL版本为3.3，主次版本号均设为3 glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3); glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE); // 使用核心模式(无需向后兼容性) glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE); // 如果使用的是Mac OS X系统，需加上这行 glfwWindowHint(GLFW_RESIZABLE, false); // 不可改变窗口大小 // 创建窗口(宽、高、窗口名称) auto window = glfwCreateWindow(screen_width, screen_height, "Sphere", nullptr, nullptr); if (window == nullptr) { // 如果窗口创建失败，输出Failed to Create OpenGL Context std::cout << "Failed to Create OpenGL Context" << std::endl; glfwTerminate(); return -1; } glfwMakeContextCurrent(window); // 将窗口的上下文设置为当前线程的主上下文 // 初始化GLAD，加载OpenGL函数指针地址的函数 if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress)) { std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl; return -1; } // 指定当前视口尺寸(前两个参数为左下角位置，后两个参数是渲染窗口宽、高) glViewport(0, 0, screen_width, screen_height); Shader shader("res/shader/task3.vs", "res/shader/task3.fs"); // 加载着色器 std::vector<float> sphereVertices; std::vector<int> sphereIndices; // 生成球的顶点 for (int y = 0; y <= Y_SEGMENTS; y++) { for (int x = 0; x <= X_SEGMENTS; x++) { float xSegment = (float)x / (float)X_SEGMENTS; float ySegment = (float)y / (float)Y_SEGMENTS; float xPos = std::cos(xSegment * 2.0f * PI) * std::sin(ySegment * PI); float yPos = std::cos(ySegment * PI); float zPos = std::sin(xSegment * 2.0f * PI) * std::sin(ySegment * PI); sphereVertices.push_back(xPos); sphereVertices.push_back(yPos); sphereVertices.push_back(zPos); } } // 根据球面上每一点的坐标，去构造一个三角形顶点数组 for (int i = 0; i < Y_SEGMENTS; i++) { for (int j = 0; j < X_SEGMENTS; j++) { sphereIndices.push_back(i * (X_SEGMENTS + 1) + j); sphereIndices.push_back((i + 1) * (X_SEGMENTS + 1) + j); sphereIndices.push_back((i + 1) * (X_SEGMENTS + 1) + j + 1); sphereIndices.push_back(i * (X_SEGMENTS + 1) + j); sphereIndices.push_back((i + 1) * (X_SEGMENTS + 1) + j + 1); sphereIndices.push_back(i * (X_SEGMENTS + 1) + j + 1); } } // 球 unsigned int VBO, VAO; glGenVertexArrays(1, &VAO); glGenBuffers(1, &VBO); // 生成并绑定球体的VAO和VBO glBindVertexArray(VAO); glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO); // 将顶点数据绑定至当前默认的缓冲中 glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sphereVertices.size() * sizeof(float), &sphereVertices[0], GL_STATIC_DRAW); GLuint element_buffer_object; // EBO glGenBuffers(1, &element_buffer_object); glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, element_buffer_object); glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sphereIndices.size() * sizeof(int), &sphereIndices[0], GL_STATIC_DRAW); // 设置顶点属性指针 glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void *)0); glEnableVertexAttribArray(0); // 解绑VAO和VBO glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0); glBindVertexArray(0); // 渲染循环 while (!glfwWindowShouldClose(window)) { // 清空颜色缓冲 glClearColor(0.0f, 0.34f, 0.57f, 1.0f); glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); shader.Use(); // 绘制球 // 开启面剔除(只需要展示一个面，否则会有重合) glEnable(GL_CULL_FACE); glCullFace(GL_BACK); glBindVertexArray(VAO); // 使用线框模式绘制 glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE); glDrawElements(GL_TRIANGLES, X_SEGMENTS * Y_SEGMENTS * 6, GL_UNSIGNED_INT, 0); // 点阵模式绘制 // glPointSize(5); // glDrawElements(GL_POINTS, X_SEGMENTS*Y_SEGMENTS*6, GL_UNSIGNED_INT, 0); // 交换缓冲并且检查是否有触发事件(比如键盘输入、鼠标移动等） glfwSwapBuffers(window); glfwPollEvents(); } // 删除VAO和VBO，EBO glDeleteVertexArrays(1, &VAO); glDeleteBuffers(1, &VBO); glDeleteBuffers(1, &element_buffer_object); // 清理所有的资源并正确退出程序 glfwTerminate(); return 0; }