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七：纹理滤波、光源和键盘控制
  这一课我会教您如何使用三种不同的纹理滤波方式。教您如何使用键盘来移动场景中的对象，还会教您在OpenGL场景中应用简单的光照。这一课包含了很多内容，如果您对前面的课程有疑问的话，先回头复习一下。进入后面的代码之前，很好的理解基础知识十分重要。
我们要在第一课的代码上进行改动就可以了。
我们将要增加一个loadGLTextures()函数来处理有关纹理操作的。我们将增加一些变量，稍后我们对这些变量进行解释。
NeHeWidget类 （由nehewidget.h展开。）
protected:

  void loadGLTextures();
在这个函数中我们会载入指定的图片并生成相应当纹理。
protected:

  bool fullscreen;
  GLfloat xRot, yRot, zRot;
  GLfloat zoom;
  GLfloat xSpeed, ySpeed;
  GLuint texture[3];
  GLuint filter;
  
  bool light;
  
};
上面就是添加的三个变量xRot、yRot、zRot来处理立方体在三个方向上的旋转。zoom是场景深入屏幕的距离。xSpeed和ySpeed是立方 体在X轴和Y轴上旋转的速度。texture[3]用来存储三个纹理。filter表明的是使用哪个纹理。light是说明现在是否使用光源。

（由nehewidget.cpp展开。）
GLfloat lightAmbient[4] = { 0.5, 0.5, 0.5, 1.0 };
GLfloat lightDiffuse[4] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };
GLfloat lightPosition[4] = { 0.0, 0.0, 2.0, 1.0 };
这里定义了三个数组，它们描述的是和光源有关的信息。
我们将使用两种不同的光。第一种称为环境光。环境光来自于四面八方。所有场景中的对象都处于环境光的照射中。第二种类型的光源叫做漫射光。漫射光由特定的 光源产生，并在您的场景中的对象表面上产生反射。处于漫射光直接照射下的任何对象表面都变得很亮，而几乎未被照射到的区域就显得要暗一些。这样在我们所创 建的木板箱的棱边上就会产生的很不错的阴影效果。
创建光源的过程和颜色的创建完全一致。前三个参数分别是RGB三色分量，最后一个是alpha通道参数。
因此，第一行有关lightAmbient的代码使我们得到的是半亮（0.5）的白色环境光。如果没有环境光，未被漫射光照到的地方会变得十分黑暗。  
第二行有关lightDiffuse的代码使我们生成最亮的漫射光。所有的参数值都取成最大值1.0。它将照在我们木板箱的前面，看起来挺好。  
第三行有关lightPosition的代码使我们保存光源的位置。前三个参数和glTranslate中的一样。依次分别是XYZ轴上的位移。由于我们 想要光线直接照射在木箱的正面，所以XY轴上的位移都是0.0。第三个值是Z轴上的位移。为了保证光线总在木箱的前面，所以我们将光源的位置朝着观察者 （就是您哪。）挪出屏幕。我们通常将屏幕也就是显示器的屏幕玻璃所处的位置称作Z轴的0.0点。所以Z轴上的位移最后定为2.0。假如您能够看见光源的 话，它就浮在您显示器的前方。当然，如果木箱不在显示器的屏幕玻璃后面的话，您也无法看见箱子。最后一个参数取为1.0。这将告诉OpenGL这里指定的 坐标就是光源的位置，以后的教程中我会多加解释。
NeHeWidget::NeHeWidget( QWidget* parent, const char* name, bool fs )
    : QGLWidget( parent, name )
{
  xRot = yRot = zRot = 0.0;
  zoom = -5.0;
  xSpeed = ySpeed = 0.0;

  filter = 0;

  light = false;

  fullscreen = fs;
  setGeometry( 0, 0, 640, 480 );
  setCaption( "NeHe's Texture, Lighting & Keyboard Tutorial" );

  if ( fullscreen )
    showFullScreen();
}
我们需要在构造函数中给各个变量赋初值。xRot、yRot、zRot是0.0。zoom是-5.0。xSpeed和ySpeed都是0。filter是0。light是false。
void NeHeWidget::loadGLTextures()
{
  QImage tex, buf;
  if ( !buf.load( "./data/Crate.bmp" ) )
  {
    qWarning( "Could not read image file, using single-color instead." );
    QImage dummy( 128, 128, 32 );
    dummy.fill( Qt::green.rgb() );
    buf = dummy;
  }
  tex = QGLWidget::convertToGLFormat( buf );
  
  glGenTextures( 3, &texture[0] );
这一部分，上一章讲过了。我们这里创建了3个纹理。
  glBindTexture( GL_TEXTURE_2D, 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, tex.width(), tex.height(), 0,
      GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, tex.bits() );
第六课中我们使用了线性滤波的纹理贴图。这需要机器有相当高的处理能力，但它们看起来很不错。这一课中，我们接着要创建的第一种纹理使用 GL_NEAREST方式。从原理上讲，这种方式没有真正进行滤波。它只占用很小的处理能力，看起来也很差。唯一的好处是这样我们的工程在很快和很慢的机 器上都可以正常运行。您会注意到我们在MIN和MAG时都采用了GL_NEAREST,你可以混合使用GL_NEAREST和GL_LINEAR。纹理看 起来效果会好些，但我们更关心速度，所以全采用低质量贴图。MIN_FILTER在图像绘制时小于贴图的原始尺寸时采用。MAG_FILTER在图像绘制 时大于贴图的原始尺寸时采用。
  glBindTexture( GL_TEXTURE_2D, 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, tex.width(), tex.height(), 0,
      GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, tex.bits() );
这个纹理与第六课的相同，线性滤波。唯一的不同是这次放在了texture[1]中。因为这是第二个纹理。如果放在texture[0]中的话，它将覆盖前面创建的GL_NEAREST纹理。
  glBindTexture( GL_TEXTURE_2D, texture[2] );
  glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR );
  glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST );
这里是创建纹理的新方法。Mipmapping！您可能会注意到当图像在屏幕上变得很小的时候，很多细节将会丢失。刚才还很不错的图案变得很难看。当您告 诉OpenGL创建一个mipmapped的纹理后，OpenGL将尝试创建不同尺寸的高质量纹理。当您向屏幕绘制一个mipmapped纹理的时 候，OpenGL将选择它已经创建的外观最佳的纹理(带有更多细节)来绘制，而不仅仅是缩放原先的图像（这将导致细节丢失）。
我曾经说过有办法可以绕过OpenGL对纹理宽度和高度所加的限制——64、128、256，等等。办法就是gluBuild2DMipmaps。据我的发现，您可以使用任意的位图来创建纹理。OpenGL将自动将它缩放到正常的大小。
因为是第三个纹理，我们将它存到texture[2]。这样本课中的三个纹理全都创建好了。    gluBuild2DMipmaps( GL_TEXTURE_2D, GL_RGB, tex.width(), tex.height(),       GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, tex.bits() );
这一行生成 mipmapped 纹理。我们使用三种颜色（红，绿，蓝）来生成一个2D纹理。tex.width()是位图宽度，tex.height()是位图高 度，extureImage[0]->sizeY 是位图高度，GL_RGBA意味着我们依次使用RGBA色彩。GL_UNSIGNED_BYTE意味着纹理数据的单位是字节。tex.bits()指向我 们创建纹理所用的位图。   

}
loadGLTextures()函数就是用来载入纹理的。
void NeHeWidget::paintGL()
{
  glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );
  glLoadIdentity();
  glTranslatef(  0.0,  0.0, zoom );
  
  glRotatef( xRot,  1.0,  0.0,  0.0 );
  glRotatef( yRot,  0.0,  1.0,  0.0 );

  glBindTexture( GL_TEXTURE_2D, texture[filter] );
根据filter变量来决定使用哪个纹理。
  glBegin( GL_QUADS );
    glNormal3f( 0.0, 0.0, 1.0 );
    glTexCoord2f( 0.0, 0.0 ); glVertex3f( -1.0, -1.0,  1.0 );
    glTexCoord2f( 1.0, 0.0 ); glVertex3f(  1.0, -1.0,  1.0 );
    glTexCoord2f( 1.0, 1.0 ); glVertex3f(  1.0,  1.0,  1.0 );
    glTexCoord2f( 0.0, 1.0 ); glVertex3f( -1.0,  1.0,  1.0 );
  
    glNormal3f( 0.0, 0.0, -1.0 );
    glTexCoord2f( 1.0, 0.0 ); glVertex3f( -1.0, -1.0, -1.0 );
    glTexCoord2f( 1.0, 1.0 ); glVertex3f( -1.0,  1.0, -1.0 );
    glTexCoord2f( 0.0, 1.0 ); glVertex3f(  1.0,  1.0, -1.0 );
    glTexCoord2f( 0.0, 0.0 ); glVertex3f(  1.0, -1.0, -1.0 );

    glNormal3f( 0.0, 1.0, 0.0 );
    glTexCoord2f( 0.0, 1.0 ); glVertex3f( -1.0,  1.0, -1.0 );
    glTexCoord2f( 0.0, 0.0 ); glVertex3f( -1.0,  1.0,  1.0 );
    glTexCoord2f( 1.0, 0.0 ); glVertex3f(  1.0,  1.0,  1.0 );
    glTexCoord2f( 1.0, 1.0 ); glVertex3f(  1.0,  1.0, -1.0 );

    glNormal3f( 0.0, -1.0, 0.0 );
    glTexCoord2f( 1.0, 1.0 ); glVertex3f( -1.0, -1.0, -1.0 );
    glTexCoord2f( 0.0, 1.0 ); glVertex3f(  1.0, -1.0, -1.0 );
    glTexCoord2f( 0.0, 0.0 ); glVertex3f(  1.0, -1.0,  1.0 );
    glTexCoord2f( 1.0, 0.0 ); glVertex3f( -1.0, -1.0,  1.0 );

    glNormal3f( 1.0, 0.0, 0.0 );
    glTexCoord2f( 1.0, 0.0 ); glVertex3f(  1.0, -1.0, -1.0 );
    glTexCoord2f( 1.0, 1.0 ); glVertex3f(  1.0,  1.0, -1.0 );
    glTexCoord2f( 0.0, 1.0 ); glVertex3f(  1.0,  1.0,  1.0 );
    glTexCoord2f( 0.0, 0.0 ); glVertex3f(  1.0, -1.0,  1.0 );

    glNormal3f( -1.0, 0.0, 0.0 );
    glTexCoord2f( 0.0, 0.0 ); glVertex3f( -1.0, -1.0, -1.0 );
    glTexCoord2f( 1.0, 0.0 ); glVertex3f( -1.0, -1.0,  1.0 );
    glTexCoord2f( 1.0, 1.0 ); glVertex3f( -1.0,  1.0,  1.0 );
    glTexCoord2f( 0.0, 1.0 ); glVertex3f( -1.0,  1.0, -1.0 );
  glEnd();
这里绘制正方体的方法，上一章已经讲解过了。
  xRot += xSpeed;
  yRot += ySpeed;
将xRot和yRot的旋转值分别增加xSpeed和ySpeed个单位。xSpeed和ySpeed的值越大，立方体转得就越快。
}
void NeHeWidget::initializeGL()
{
  loadGLTextures();

  glEnable( GL_TEXTURE_2D );
  glShadeModel( GL_SMOOTH );
  glClearColor( 0.0, 0.0, 0.0, 0.5 );
  glClearDepth( 1.0 );
  glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  glDepthFunc( GL_LEQUAL );
  glHint( GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST );
  
  glLightfv( GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, lightAmbient );
  glLightfv( GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, lightDiffuse );
  glLightfv( GL_LIGHT1, GL_POSITION, lightPosition );
  
  glEnable( GL_LIGHT1 );
这里开始设置光源。第一行设置环境光的发光量，光源GL_LIGHT1开始发光。这一课的开始处我们我们将环境光的发光量存放在lightAmbient数组中。现在我们就使用此数组（半亮度环境光）。
接下来我们设置漫射光的发光量。它存放在lightDiffuse数组中（全亮度白光）。
然后设置光源的位置。位置存放在lightPosition 数组中（正好位于木箱前面的中心，X－0.0，Y－0.0，Z方向移向观察者2个单位，位于屏幕外面）。  
最后，我们启用一号光源。我们还没有启用GL_LIGHTING，所以您看不见任何光线。记住：只对光源进行设置、定位、甚至启用，光源都不会工作。除非我们启用GL_LIGHTING。  
}
void NeHeWidget::keyPressEvent( QKeyEvent *e )
{
  switch ( e->key() )
  {
  case Qt::Key_L:
    light = !light;
    if ( !light )
    {
      glDisable( GL_LIGHTING );
    }
    else
    {
      glEnable( GL_LIGHTING );
    }
    updateGL();
    break;
按下了L键，就可以切换是否打开光源。
  case Qt::Key_F:
    filter += 1;;
    if ( filter > 2 )
    {
      filter = 0;
    }
    updateGL();
    break;
按下了F键，就可以转换一下所使用的纹理（就是变换了纹理滤波方式的纹理）。
  case Qt::Key_Prior:
    zoom -= 0.2;
    updateGL();
    break;
按下了PageUp键，将木箱移向屏幕内部。
  case Qt::Key_Next:
    zoom += 0.2;
    updateGL();
    break;
按下了PageDown键，将木箱移向屏幕外部。
  case Qt::Key_Up:
    xSpeed -= 0.01;
    updateGL();
    break;
按下了Up方向键，减少xSpeed。
  case Qt::Key_Down:
    xSpeed += 0.01;
    updateGL();
    break;
按下了Dowm方向键，增加xSpeed。
  case Qt::Key_Right:
    ySpeed += 0.01;
    updateGL();
    break;
按下了Right方向键，增加ySpeed。
  case Qt::Key_Left:
    ySpeed -= 0.01;
    updateGL();
    break;
按下了Left方向键，减少ySpeed。
  case Qt::Key_F2:
    fullscreen = !fullscreen;
    if ( fullscreen )
    {
      showFullScreen();
    }
    else
    {
      showNormal();
      setGeometry( 0, 0, 640, 480 );
    }
    update();
    break;
  case Qt::Key_Escape:
    close();
  }
}
这一课完了之后，您应该学会创建和使用这三种不同的纹理映射过滤方式。并使用键盘和场景中的对象交互。最后，您应该学会在场景中应用简单的光源，使得场景看起来更逼真。