OpenGL---GLUT教程（六） GLUT场景漫游

  键盘控制例子：场景漫游
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 #include #include 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 changeSize(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);} 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();}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_DOUBLE | GLUT_RGBA);         glutInitWindowPosition(100,100);         glutInitWindowSize(640,360);         glutCreateWindow("SnowMen from 3D-Tech");          initScene();          glutSpecialFunc(inputKey);          glutDisplayFunc(renderScene);         glutIdleFunc(renderScene);          glutReshapeFunc(changeSize);          glutMainLoop();          return(0);}这节的VC工程你可以在这里下载（glut4.zip）

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