OpenGL 初探：动手打造穿越时空隧道体验

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2024-02-24 11:53:22

OpenGL 入门第八课：从理论到实践，创建一个穿越时空隧道的案例

大家好，欢迎来到 OpenGL 入门第八课。在前面几节课中，我们学习了 OpenGL 的基本知识和理论，现在是时候通过一个案例来巩固我们的知识了。

本节课，我们将创建一个穿越时空隧道的场景。这个场景将使用 OpenGL 来实现，并通过键盘控制视角的移动。

首先，我们来看一下效果图。

[图片：隧道场景效果图]

是不是很像之前玩的 cf 里面的隧道地图？没错，这就是我们本节课要实现的效果。

好了，效果图已经看到了，那么接下来我们就不闲话少说了，直接上代码吧！

// 初始化 GLFW 库
glfwInit();

// 创建一个窗口
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "穿越时空隧道", NULL, NULL);

// 初始化 GLEW 库
glewExperimental = true;
glewInit();

// 设置视口
glViewport(0, 0, 800, 600);

// 创建着色器程序
GLuint program = glCreateProgram();

// 加载并编译顶点着色器
GLuint vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
glShaderSource(vertexShader, vertexShaderSource);
glCompileShader(vertexShader);

// 加载并编译片段着色器
GLuint fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
glShaderSource(fragmentShader, fragmentShaderSource);
glCompileShader(fragmentShader);

// 将着色器附加到程序上
glAttachShader(program, vertexShader);
glAttachShader(program, fragmentShader);

// 链接程序
glLinkProgram(program);

// 使用程序
glUseProgram(program);

// 创建一个顶点数组对象
GLuint vao;
glGenVertexArrays(1, &vao);

// 绑定顶点数组对象
glBindVertexArray(vao);

// 创建一个顶点缓冲区对象
GLuint vbo;
glGenBuffers(1, &vbo);

// 绑定顶点缓冲区对象
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo);

// 将顶点数据复制到缓冲区
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

// 设置顶点属性指针
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 5 * sizeof(GLfloat), (GLvoid*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);

// 设置颜色属性指针
glVertexAttribPointer(1, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 5 * sizeof(GLfloat), (GLvoid*)(3 * sizeof(GLfloat)));
glEnableVertexAttribArray(1);

// 创建一个纹理对象
GLuint texture;
glGenTextures(1, &texture);

// 绑定纹理对象
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);

// 加载纹理图像
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, 512, 512, 0, GL_BGR, GL_UNSIGNED_BYTE, imageData);

// 设置纹理参数
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);

// 激活纹理单元
glActiveTexture(GL_TEXTURE0);

// 绑定纹理
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);

// 获取 uniform 位置
GLint modelViewMatrixLocation = glGetUniformLocation(program, "modelViewMatrix");
GLint projectionMatrixLocation = glGetUniformLocation(program, "projectionMatrix");

// 创建一个模型视图矩阵
glm::mat4 modelViewMatrix = glm::lookAt(glm::vec3(0.0f, 0.0f, 3.0f), glm::vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f), glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f));

// 创建一个投影矩阵
glm::mat4 projectionMatrix = glm::perspective(45.0f, 800.0f / 600.0f, 0.1f, 100.0f);

// 将模型视图矩阵和投影矩阵发送到着色器程序
glUniformMatrix4fv(modelViewMatrixLocation, 1, GL_FALSE, &modelViewMatrix[0][0]);
glUniformMatrix4fv(projectionMatrixLocation, 1, GL_FALSE, &projectionMatrix[0][0]);

// 启用深度测试
glEnable(GL_DEPTH_TEST);

// 设置清除颜色
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);

// 进入游戏循环
while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
    // 处理输入
    processInput(window);

    // 清除颜色缓冲区
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    // 绘制隧道
    drawTunnel();

    // 交换前后缓冲区
    glfwSwapBuffers(window);

    // 接收事件
    glfwPollEvents();
}

// 释放资源
glfwTerminate();