案例 02、OpenGL入门--正方形键位控制 OpenGL

效果图如下所示：

整体的流程图如下

主要需要实现以下两部分：

绘制正方形
特殊键位移动函数

绘制正方形在之前的三角形绘制中，我们已经了解了图形绘制的一个基本流程，那么正方形的绘制就是水到渠成的，只需要在三角形代码的基础上做以下修改：

定义顶点到原心距离，即 正方形边长 = blockSize * 2

GLfloat blockSize = 0.1f;

修改顶点数组

//正方形四个点的坐标 GLfloat vVerts[] = { -blockSize, -blockSize, 0.0f, blockSize, -blockSize, 0.0f, blockSize, blockSize, 0.0f, -blockSize, blockSize, 0.0f, };

修改setupRC函数中图元的连接方式

//将 GL_TRIANGLES 修改为 GL_TRIANGLE_FAN ,4个顶点 triangleBatch.Begin(GL_TRIANGLE_FAN, 4);

到此，正方形就绘制完成了，接下来我们需要完成正方形键位控制效果
键位控制效果主要是指正方形根据选择键盘的上下左右键移动。
【案例 02、OpenGL入门--正方形键位控制】该效果的实现有两种方式

坐标更新方式
矩阵方式

打个比方，有100件需要染同一种颜色的衣服，你可以选择一件一件的染色，也可以选择同时将100件放入染缸，一起染色，

其中一件一件染色指代的就是坐标更新方式，适用于顶点较少的图形，
同时放入染色指代的就是矩阵方式，当图形顶点非常多的，再用坐标更新就不合适了，需要使用矩阵来同时更新。

坐标更新方式
顶点根据相对顶点逐个更新顶点坐标，在SpecialKeys函数中完成键位移动时坐标的更新，并手动调用渲染。
三个自定义函数的流程图如下：

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ChangeSize和RenderScene就不做解释了，在绘制时，这部分已经完成了，主要说说SpecialKeys函数

首先需要定义一个步长
定义一个相对顶点的x和y值
假设正方形如下图所示，以D为相对顶点

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根据键位方向，分别更新x 和 y
边缘碰撞处理
如果没有这个步骤，图形移动到边缘时，就会移动到屏幕不可见的区域，下图可以说明4个方向对边缘碰撞处理是如何计算的，这里就不做详细说明了

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具体的代码实现如下：

//key 枚举值，x、y是位置 void SpecialKeys(int key, int x, int y){ //步长 GLfloat stepSize = 0.025f; //相对点的坐标 GLfloat blockX = vVerts[0]; GLfloat blockY = vVerts[10]; printf("v[0] = %f\n",blockX); printf("v[10] = %f\n",blockY); //根据移动方向，更新相对坐标 if (key == GLUT_KEY_UP) { blockY += stepSize; } if (key == GLUT_KEY_DOWN) { blockY -= stepSize; } if (key == GLUT_KEY_LEFT) { blockX -= stepSize; } if (key == GLUT_KEY_RIGHT) { blockX += stepSize; }//触碰到边界（4个边界）的处理//当正方形移动超过最左边的时候 if (blockX < -1.0f) { blockX = -1.0f; } //当正方形移动到最右边时 //1.0 - blockSize * 2 = 总边长 - 正方形的边长 = 最左边点的位置 if (blockX > (1.0f - blockSize * 2)) { blockX = 1.0f - blockSize * 2; } //当正方形移动到最下面时 //-1.0 - blockSize * 2 = Y（负轴边界） - 正方形边长 = 最下面点的位置 if (blockY < -1.0f + blockSize * 2) { blockY = -1.0f + blockSize * 2; } //当正方形移动到最上面时 if (blockY > 1.0f) { blockY = 1.0f; }printf("blockX = %f\n",blockX); printf("blockY = %f\n",blockY); //重新计算正方形的位置 //一个顶点有三个数 x、y、z vVerts[0] = blockX; vVerts[1] = blockY - blockSize * 2; printf("(%f,%f)\n",vVerts[0],vVerts[1]); vVerts[3] = blockX + blockSize * 2; vVerts[4] = blockY - blockSize * 2; printf("(%f,%f)\n",vVerts[3],vVerts[4]); vVerts[6] = blockX + blockSize * 2; vVerts[7] = blockY; printf("(%f,%f)\n",vVerts[6],vVerts[7]); vVerts[9] = blockX; vVerts[10] = blockY; printf("(%f,%f)\n",vVerts[9],vVerts[10]); //更新顶点数据 triangleBatch.CopyVertexData3f(vVerts); //重新渲染提交 --> RenderScene glutPostRedisplay(); }

###矩阵方式
主要是根据x轴、y轴移动的距离，生成一个平移矩阵，通过图形*平移矩阵 = 移动后的图形，得到最终效果
涉及两个函数：RenderScene、SpecialKeys
矩阵方式中自定义函数的流程如下：

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SpecialKeys 函数

定义步长及两个全局变量（相对于x轴和y轴的平移距离）

//记录移动图形时，在x轴上平移的距离 GLfloat xPos = 0.0f; //记录移动图形时，在y轴上平移的距离 GLfloat yPos = 0.0f; GLfloat stepSize = 0.025f;

根据移动方向，计算移动距离
边缘碰撞处理
其移动距离计算的理解如图所示
==> 可以将初始化的平移距离理解为正方形的中心，即原点，在图形移动时，其中心点也发生了移动，所以我们要计算的边缘的移动距离就是两个中心店之间的平移距离

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手动触发重新渲染

具体实现如下：

//使用矩阵方式（一起搞定），不需要修改每个顶点，只需要记录移动步长，碰撞检测 void SpecialKeys(int key, int x, int y){GLfloat stepSize = 0.025f; if (key == GLUT_KEY_UP) {yPos += stepSize; }if (key == GLUT_KEY_DOWN) { yPos -= stepSize; }if (key == GLUT_KEY_LEFT) { xPos -= stepSize; }if (key == GLUT_KEY_RIGHT) { xPos += stepSize; }//碰撞检测 xPos是平移距离，即移动量 if (xPos < (-1.0f + blockSize)) {xPos = -1.0f + blockSize; }if (xPos > (1.0f - blockSize)) { xPos = 1.0f - blockSize; }if (yPos < (-1.0f + blockSize)) { yPos = -1.0f + blockSize; }if (yPos > (1.0f - blockSize)) { yPos = 1.0f - blockSize; }glutPostRedisplay(); }

RenderScene 函数
主要步骤如下：

清理特定缓存区
根据平移距离计算平移矩阵
将矩阵结果交给存储着色器（平面着色器）中绘制
在位置更新方式中，使用的是单元着色器，而矩阵方式中，涉及的矩阵是4*4的，单元着色器不够用，所以使用平面着色器

具体的代码实现如下

//开始渲染 void RenderScene(void){ //1.清除一个或者一组特定的缓存区 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_STENCIL_BUFFER_BIT); //1.设置颜色RGBA GLfloat vRed[] = {1.0f, 0.5f, 0.0f, 1.0f}; //定义矩阵 M3DMatrix44f mTransformMatrix; //平移矩阵 m3dTranslationMatrix44(mTransformMatrix, xPos, yPos, 0.0f); //当单元着色器不够用时，使用平面着色器 //参数1：存储着色器类型 //参数2：使用什么矩阵变换 //参数3：颜色 shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, mTransformMatrix, vRed); //提交着色器 triangleBatch.Draw(); glutSwapBuffers(); }

完整代码见Github -02_正方形键位控制