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Qt Creator中的3D绘图及动画教程(参照NeHe)

http://blog.csdn.net/cly116/article/details/47184729

刚刚学习了Qt Creator，发现Qt提供了QtOpenGL模块，对OpenGL做了不错的封装，这使得我们可以很轻松地在Qt程序中使用OpenGL进行绘图渲染。虽然里面还是由不少专业的解释照搬原文的，但还是加入了大量自己的分析。而且Qt中写OpenGL框架上比VC简单太多了，有不少东西都封装优化好了，代码上还是由有很多区别的。当然，其中原教程没解释好的问题我都作了深入的解释，以及一些多余部分解释、代码都被我删掉简化了。

这份Qt OpenGL的3D绘图及动画教程，我基本会按照Nehe的OpenGL教程，只是将代码的实现运用到Qt Creator中，当然其中加了。

下面对Qt中OpenGL做一个简要介绍：

Qt中OpenGL主要是在QGLWidget类中完成的，而要使用QtOpenGL模块，需要在项目文件（ .pro）中添加代码"QT+=opengl"。

QGLWidget类是一个用来渲染OpenGL图形的部件，提供了在Qt中显示OpenGL图形的功能。这个类使用起来很简单，只需要继承该类，然后像使用其他QWidget部件一样来使用它。QGLWidget提供了3个方便的纯虚函数，可以在子类中通过重新实现它们来执行典型的OpenGL任务：

initializeGL()：设置OpenGL渲染环境，定义显示列表等。该函数只在第一次调用resizeGL()或paintGL()前被自动调用一次。

resizeGL()：设置OpenGL的视口、投影等。每次部件改变大小时都会自动调用该函数。

paintGL()：渲染OpenGL场景。每当部件需要更新时都会调用该函数。

（以上3个虚函数更具体的调用情况我会用另一篇文章来讲明）

也就是说，Qt中当创建并显示出一个QGLWidget子对象时，会自动依次调用initializeGL()、resizeGL()、paintGL()，完成当前场景的绘制；而当某些情况发生时，会根据情况决定是否自动调用initializeGL()、resizeGL()，一旦调用initializeGL()、resizeGL()了，会紧跟着调用paintGL()对场景进行重新绘制。

以上就是对Qt中OpenGL机制的一个简单介绍，后面的Qt OpenGL的3D绘图及动画教程，我基本会按照Nehe的OpenGL教程，只是将代码的实现运用到Qt Creator中；教程有看不懂的，大家可以给我留言或者参考Nehe的OpenGL教程 http://www.yakergong.net/nehe/

教程目录索引：

01：OpenGL窗口

02：多边形

03：添加颜色

04：旋转

05：3D空间

06：纹理映射

07：光照和键盘

08：混合透明

09：移动图像

10：3D世界

11：飘动的旗帜

12：显示列表

13：图像字体

14：图形字体

15：纹理图形字

16：雾

17：2D图像文字

18：二次几何体

19：粒子系统

20：蒙板

全部教程中需要的资源文件点此下载  http://download.csdn.net/download/cly116/8957317

第02课：你的第一个多边形 (参照NeHe)

这次教程中，我们将添加一个三角形和一个四边形。或许你认为这很简单，但要知道任何复杂的绘图都是从简单开始的，或者说任何复杂的模型都是可以分解成简单的图形的。所以，我们还是从简单的图形开始吧。

读完这一次教程，你还会学到如何在空间放置模型以及了解OpenGL中坐标变化。

程序运行时效果如下：

下面进入教程：

我们将使用GL_TRIANGLES来创建一个三角形，GL_QUADS来创建一个四边形。在第01课代码的基础上，我们只需在paintGL()函数中增加代码。

下面我将重写整个paintGL()函数，具体代码如下：

当调用了glLoadIdentity()之后，我们实际上将当前点移到了屏幕中心，x轴从左到右，y轴从下到上，z轴从里到外。其中，中心右面，上面，外面的坐标值为正值。glTranslatef(x, y, z)沿着x，y和z轴移动，要注意，在glTranslatef(x, y, z)移动的时候，并不是相对屏幕中心移动，而是相对于当前所在的屏幕位置。
glBegin(GL_TRIANGLES)的意思是开始绘制三角形，glEnd()告诉OpenGL三角形已经创建好了。通常我们会需要画3个顶点，可以使用GL_TRIANGLES；而要画4个顶点时，使用GL_QUADS会更方便。最后，如果想要画更多的顶点时，可以使用GL_POLYGON。

本节的简单示例中，我们只画了一个三角形。如果要画第二个三角形的话，可以在这三点之后，再加三行代码（3点）。所以6点代码都应该包含在glBegin(GL_TRIANGLES)和glEnd()之间，这样不会出现多余的线，这是由于glBegin(GL_TRIANGLES)和glEnd()之间的点都是以3点为一个集合的。这同样适用于四边形。另一方面，多边形可以由任意个顶点组成，绘制多边形时不在乎glBegin(GL_POLYGON)和glEnd()之间或多少行代码。

glBegin()之后的第一行设置了多边形的第一个顶点，glVertex的三个参数依次是x，y和z轴坐标。glEnd()告诉OpenGL没有其他点了，这样将显示一个填充的三角形。

然后类比画出一个四边形后，就可以运行程序看效果了！

第04课：旋转 (参照NeHe)

这次教程中，我们将在第03课的基础上，教大家如何旋转三角形和四边形。我们将让三角形沿y轴旋转，四边形沿x轴旋转，最终我们能得到一个三角形和四边形自动旋转的场景。

程序运行时效果如下：

下面进入教程：

首先打开myglwidget.h文件，我们需要增加两个变量来控制这两个对象的旋转。这两个变量加在类的私有声明处，将类声明更改如下：

我们增加了两个浮点类型的变量，使得我们能够非常精确地旋转对象，你渐渐会发现浮点数是OpenGL编程的基础。新变量中叫做m_rtri的用来旋转三角形，m_rquad旋转四边形。

接下来，我们需要打开myglwidget.cpp，在构造函数中对两个新变量进行初始化，这部分很简单，不作过多解释，代码如下：

然后进入重点的paintGL()函数了，我们只需在第03课代码的基础上，做一定的修改，就能实现三角形和四边形的旋转了。

下面我将重写整个paintGL()函数，具体代码如下：

上面的代码绘制三角形时多了一新函数glRotatef(Angle, Xvector, Yvector, Zvector)。该函数负责让对象绕某个轴旋转，这个函数有诸多用处。Angle通常是个变量代表对象转过的角度，后三个参数则共同决定旋转轴的方向。故(1.0f, 0.0f, 0.0f)、(0.0f, 1.0f, 0.0f)、(0.0f, 0.0f, 1.0f)表示依次绕x、y、z轴旋转，参照此原理，我们也能实现四边形的旋转。

我们会发现画完三角形后，相比原来的代码多了一行glLoadIdentity()，目的是为了重置模型观察矩阵。如果我们没有重置，直接调用glTranslate的话，会发现可能没有朝着我们所希望的方向旋转，这是由于坐标轴以前已经旋转了。所以我们本来要左右移动对象的，可能就变成上下移动了。还不理解的朋友可以试着将glLoadIdentity()试注释掉之后，看会出现什么结果。

重置模型观察矩阵之后，x、y、z轴都复位，我们调用glTranslate时只向右移动了1.5单位，而不是之前的3.0单位。因为我们重置场景的时候，焦点又回到了场景的中心，这样只需右移单位即可。

最后我们通过增加m_rtri和减少m_rquad使得物体自己旋转起来，我们可以尝试改变代码中的+和-，来体会对象旋转的方向是如何改变的。并尝试着将0.5改成4.0,。这个数字越大，物体就转得越快，这个数字越小，物体转的就越慢。

至此，我们似乎已经完成了，但是运行程序时发现，三角形和四边形并没有自动旋转起来。这是由于paintGL()被调用一次之后，没有发生其他的事件使得它被自动调用。我们可以通过拉伸窗口的大小，发现三角形和四边形就动起来了，这是由于我们改变了窗口大小，调用了reszieGL()之后紧接着调用了paintGL()对场景进行重绘。显然，我们不能一直通过拉伸窗口来实现旋转，这样显得很拙，我们可以在构造函数中利用Qt的定时器事件来控制paintGL()的调用。先在myglwidget.cpp中添加头文件#include <QTimer>。构造函数代码如下：（具体initializeGL()、reszieGL()、paintGL()的调用情况请参见）

这里将定时器的timeout()信号与updateGL()槽绑定，每过10ms就会调用一次updateGL()，而updateGL()调用后会调用paintGL()对场景进行重绘，这样就通过对场景不停地重绘实现对象的旋转。（对Qt定时器不了解的朋友请先百度了解下其机制）
现在就可以运行程序看效果了！

第05课：3D模型 (参照NeHe)

这次教程中，我们将之前几课的基础上，教大家如何创建立体的3D模型。我们将开始生成真正的3D对象，而不是像之前那几课那样3D世界中的2D对象。我们会把之前的三角形变为立体的金字塔模型，把四边形变为立方体。

我们给三角形增加左侧面、右侧面、后侧面来生成一个金字塔。给正方形增加左、右、上、下及背面生成一个立方体。我们混合金字塔上的颜色，创建一个平滑着色的对象；给立方体的每一面来个不同的颜色。

程序运行时效果如下：

下面进入教程：

要实现3D模型，只需在第04课代码的基础上，对paintGL()函数作一定的修改。

下面我将重写整个paintGL()函数，具体代码如下：

首先创建一个绕着其中心轴旋转的金字塔，金字塔的上顶点高出原点一个单位，底面中心低于原点一个单位，上顶点在底面的投影位于底面的中心。要注意的是所有的面-三角形都是逆时针次序绘制的，这点十分重要，在以后的课程中我会做出解释。现在，我们只需明白要么都逆时针，要么都顺时针，但永远不要将两种次序混在一起，除非我们有足够的理由必须这么做。

开始绘制金字塔，应注意到四个侧面处于同一glBegin(GL_TRIANGLES)和glEnd()语句之间，由于我们是用过三角形来构造这个金字塔的，OpenGL知道每三个点构成一个三角形，当它画完一个三角形之后，如果还有余下的点出现，它就以为新的三角形要开始绘制了。OpenGL在这里并不会将四个点画成一个四边形，而是假定新的三角形开始了，千万不要无意中增加任何多余的点。对于颜色的选择，我们只需对应好位置，就能取得不错的效果。

开始绘制立方体，它由六个四边形组成，所有的四边形都以逆时针次序绘制，即按照右上、左上、左下、右下的次序绘画。你也许认为画立方体的背面的时候这个次序看起来好像顺时针，但别忘了我们从立方体背后看背面的时候，与你现在所想的正好相反（我们是从立方体外面来观察立方体的）。当然，你也可以尝试用平滑着色来绘制立方体。

现在就可以运行程序查看效果了！

第07课：光照和键盘控制 (参照NeHe)

这次教程中，我们将添加光照和键盘控制，它让程序看起来更美观。我将教大家如何使用键盘来移动场景中的对象，还会教大家在OpenGL场景中应用简单的光照，让我们的程序更加视觉效果更好且受我们控制。

程序运行时效果如下：

下面进入教程：

我们这次将在第06课的基础上修改代码，首先打开myglwidget.h文件，将类声明更改如下：

增加了一个布尔变量表示光源的开关，剩下的五个浮点变量用于控制对象的旋转角度，旋转速度以及距离屏幕的位置。

接下来，我们需要打开myglwidget.cpp，加上声明#include <QTimer>，在构造函数中对新增变量（除了m_Texture）进行初始化，同样不作过多解释，代码如下：

然后，我们要来添加光照，只需要在initializeGL()函数增加几行代码，具体修改后代码如下：

首先我们分别定义环境光参数，漫射光参数以及光源位置。环境光来自于四面八方，所以场景中的对象都处于环境光的照射中；漫射光由特定的光源产生，并在场景中的对象表明产生反射。处于漫射光直接照射下的任何对象表面都变得很亮，而几乎未被照到的区域显得要暗一些。这样我们所创建的木板箱的棱边上就会产生很不错的阴影效果。

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。最后光源位置前三个参数和glTranslate中的一样，一次表示x、y、z轴上的位移，最后一个参数取为1.0f，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。

接着开始设置光源，使得光源GL_LIGHT1开始发光，然后是设置光源位置（位于木箱原中心在z方向移向观察者2.0单位），最后我们启用一号光源。要注意的是，我们还没有启用GL_LIGHTING，所以是看不见任何光线的。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。

还有是对paintGL()函数的修改，修改后具体代码如下：

除了旋转及移动上作了修改外（相信大家能看懂），多了glNormal3f()函数的调用。该函数指定一条法线，法线告诉OpenGL这个多边形的朝向，并指明多边形的正面和背面，如果没有法线，什么怪事情都可能发生：不该亮的面被照亮了，多边形的背面也被照亮了…还要注意的是，法线应指向多边形的外侧。
最后两行代码作了一定的修改，利用变量m_xSpeed、m_ySpeed来控制立方体的旋转速度。

最后当然就是键盘控制了，具体代码如下（相信大家结合注释可以很容易看懂）：

现在就可以运行程序查看效果了！

第08课：混合 (参照NeHe)

这次教程中，我们将在纹理映射的基础上加上混合，使它看起来具有透明的效果，当然解释它不是那么容易但代码并不难，希望你喜欢它。

OpenGL中的绝大多数特效都与某些类型的（色彩）混合有关。混色的定义为，将某个像素的颜色和已绘制在屏幕上与其对应的像素颜色相互结合。至于如何结合这两种颜色则依赖于颜色的alpha通道的分量值，以及所用的混色函数。Alpha通常是位于颜色值末尾的第4个颜色组成分量，一般都认为Alpha分量代表材料的透明度。也就是说，alpha值为0.0时所代表的材料是完全透明的，alpha值为1.0时所代表的材料则是完全不透明的。

在OpenGL中实现混色的步骤类似于我们以前提到的OpenGL过程，接着设置公式，并在绘制透明对象时关闭写深度缓存。因为我们想在半透明的图形背后绘制对象，这不是正确的混色方法，但绝大多数时候这种做法在简单的项目中都工作得很好。正确的混色过程应该是先绘制全部非透明场景之后，再绘制透明的图形，并且要按照与深度缓存相反的次序来绘制（先画最远的物体）。

程序运行时效果如下：

下面进入教程：

我们这次将在第07课的基础上修改代码，首先打开myglwidget.h文件，增加一个布尔变量m_Blend来记录是否开启混合，修改后代码如下：

接下来打开myglwidget.cpp文件，加上声明#include <QTimer>，在构造函数中对增加变量进行初始化并更换图片，使用不同的纹理来绘画立方体，具体修改后代码如下：

然后就要进入重点的混合，其他代码非常简单，并不像解释它时那么麻烦，只需要对initializeGL()作一定的修改，具体代码如下：

增加了两行代码，第一行以全亮度绘制此物体，并对其进行50%的alpha混合（半透明），当混合选项开启时，次物体将会产生50%的透明效果。第二行设置所采用的混合类型。看，代码真的挺简单的。

最后是键盘控制的代码，具体代码如下：

当B键的控制机制与L键相似，但注意到，开启混合时还要关闭深度测试，关闭混合时还要打开深度测试，否则将发现立方体有一些面不见了！

现在就可以运行程序看效果了！

第09课：在3D空间中移动位图

想知道如何在3D空间中移动物体，想知道如何在屏幕上绘制一个图像，而让图像的背景色变为透明，希望有一个简单的动画。这次教程中将教会你所以的一切。当然，这一课是在前面几课知识的基础上创建的，请确保你已经掌握了前面几课的知识，再进入本课教程。

欢迎进入这次教程，这一课将是前面几课的综合。前面的学习中，我们学会了设置一个OpenGL窗口的每个细节，学会在旋转的物体上贴图并打上光线以及混色（透明）处理。这一课中，我们将在3D场景中移动位图，并去除位图上的黑色像素（使用混色）。接着为黑白纹理上色，最后我们将学会创建丰富的色彩，并把混合了不同色彩的纹理相互混合，得到简单的动画效果。

程序运行时效果如下：

下面进入教程：

我们这次将在第01课的基础上修改代码，其中一些与前几课重复的地方我不作过多解释。首先打开myglwdiget.h文件，将类声明更改如下：

首先是一个布尔变量m_Twinkle用来表示星星是否闪烁。然后我们创建了一个星星的结构体，结构体包含星星的颜色，离中心距离以及所处角度，并创建了一个大小为50的星星数组。最后三个浮点变量依次表示星星离观察者距离，星星的倾角，星星的自转，这三个浮点变量用于对整体视图的控制。

接下来，我们还是打开myglwidget.cpp，加上声明#include <QTimer>，在构造函数中对新增变量进行初始化，只解释小部分，希望大家结合注释可以理解，代码如下：

利用循环对星星的数据进行初始化，第i 颗星星离中心的距离是将i 的值除以星星的总数，然后乘上5.0f。基本上这样使得后一颗星星比前一颗星星离中心更远一点，这样当i = 50时，就刚好达到最大半径5.0f了。然后我们选择颜色都是从0~255之间取一个随机数，为何这里不是通常的0.0f~1.0f呢？这里我们使用的颜色设置函数时glColor4ub，而不是之前的glColor4f，ub意味着参数是Unsigned Byte型的，同时这里去随机数整数似乎要比取一个浮点的随机数更容易一些。

然后我们要对initializeGL()函数作一定的修改，修改后代码如下：

这里我们不打算使用深度测试，如果你使用第01课的代码的话，请确认是否已经去掉了glDepthFunc(GL_LEQUAL);和glEnable(GL_DEPTH_TEST);两行。否则，你所见到的最终效果会一团糟。这里我们使用了纹理映射，因此请你确认你已经加入了这些这一课中所没有的代码。同样要注意的是我们也开启了混合（混色），这是为了给纹理上色，产生不同颜色的星星。

还有就是最重点的paintGL()函数，我会一一作出解释，具体代码如下：

首先是清屏和绑定纹理，接着进入循环，画每颗星星前当然要重置模型观察矩阵并进行视图的移动旋转，然后我们来移动星星。我们要做的第一件事是把场景沿y轴旋转。如果我们旋转90度的话，x轴就不再是从左到右的了，它将从里到外穿出屏幕。第二行代码沿x轴移动一个正值，通常这样代表移向了屏幕的右侧，但由于我们绕y轴旋转了坐标系，x轴的正向可以使任意方向。因此，当我们沿x轴正向移动时，可能向左、向右、向前、向后。

接着的代码带一点小技巧。我们绘制的星星实际上是一个平面的纹理，现在我们在屏幕中心画了个平面的四边形然后贴上纹理，这看起来很不错。但是当我们绕着y轴转上个90度的话，纹理在屏幕上就只剩下右侧和左侧的两条边朝着我们了，看起来就是一条细线，这不并不是我们所想要的，我们希望星星永远正面朝着我们。因此，在绘制星星之前，我们通过逆序旋转来抵消之前对星星所作的任何旋转，当然旋转的角度就要加上- 号了。

然后到了if 条件从句，如果m_Twinkle为TRUE，我们在屏幕上先画一次不旋转的星星，当我们画第i颗星星时，将采用第num-i-1颗星星的颜色使得颜色不同。由于开启了m_Twinkle，每颗星星最后会被绘制两遍，两遍绘制的星星颜色相互融合，会产生很棒的效果，看起来比原来亮了许多。值得注意的是，给纹理上色是件很容易的事，尽管纹理本身是黑白的，纹理将变成我们在绘制它之前选定的任意颜色。if 条件从句后，我们要绘制第二遍的星星，和前面不同的是，这一遍的星星肯定会被绘制，并且这次的星星绕着z轴旋转（星星的自转）。

后面的代码代表星星的运动，我们增加m_Spin的值来控制星星自转，然后将每颗星星的公转角度增加 i/num这使得离中心更远的星星转得更快，最后减少每颗星星离屏幕中心的距离，这样看起来星星们好像被不断地吸入屏幕的中心。

最后几行是检查星星是否已经碰到了屏幕中心。当星星碰到屏幕中心时，我们为它赋上新颜色，然后往外移5.0单位，这颗星星将重新踏上回归屏幕中心的旅程。

最后就是键盘控制部分了，具体代码如下（相信大家结合注释可以很容易看懂）：

现在就可以运行程序查看效果了！

第11课：旗帜效果（飘动的纹理） (参照NeHe)

这次教程中，我将教大家如何创建一个飘动的旗帜。我们所要创建的旗帜，说白了就是一个以正弦波方式运动的纹理映射图像。虽然不会很难，但效果确实很不错，希望大家能喜欢。当然这次教程是基于第06课的，希望大家确保已经掌握了前6课再进入本次教程。

程序运行时效果如下：

下面进入教程：

我们这次将在第06课的基础上修改代码，我们只会解释增加部分的代码，首先打开myglwidget.h文件，将类声明更改如下：

我们增加了m_Points三维数组来存放网格各顶点独立的x、y、z坐标，这里网格由45×45点形成，换句话说也就是由44格×44格的小方格子组成的。另一个新增变量m_WiggleCount用来使产生纹理波浪运动动画，每2帧一次变换波动形状看起来很不错。

接下来，我们需要打开myglwidget.cpp，加上声明#include <QtMath>，在构造函数对新增变量数据进行初始化，具体代码如下：

增加的代码就是一个循环，利用循环来添加波浪效果（只是让旗帜看起来有起伏效果，还不能达到波动动画的目的）。值得注意的是，我们在求m_Points[x][y][0]和m_Points[x][y][1]时，都是用x、y除以5.0f，如果除以5的话，由于整数除法取整，会导致画面出现锯齿效果，这显然不是我们想要的。最后减去4.5f这样使得计算结果落在区间[-4.5, 4.5]，也就让我们的波浪可以“居中”了。点m_Points[x][y][2]最后的值就是一个sin()函数计算的结果（因为我们模拟的是正弦波运动），×8.0f是求相应角度（360度平分到45个点就是8度一个点了），最后角度转换到弧度制我就不多做解释了。

然后在initializeGL()函数中，请大家修改代码如下：

最后加了两行代码，用来指定使用完全填充模式来填充多边形区域的后表面，而多边形的前表面则使用轮廓线填充，这些方式完全取决于你的个人喜好，这里我们只是为了区分前后表面罢了。

最后，我们将重写整个paintGL()函数，当然这依旧是重点，代码如下：

我们创建了四个浮点临时变量并利用循环和除法，将纹理分割成小的四边形，使得我们能准确的对应进行纹理映射，然后画出全部的四边形拼到一起就是一个波动状态的旗帜了。

接着我们判断一下m_WiggleCount是否为2，如果是，就将波浪值m_Points[x][y][2]集体循环左移（最左侧波浪值会到最右侧）。这样我们相当于每2帧一次变化了旗帜的波动状态，看起来就是一个飘动的旗帜，不是静止的了（大家可以尝试着注释掉某一部分代码看看发生什么改变）。然后计数器清零加一什么的就不过多解释了！

现在就可以运行程序查看效果了！

第13课：位图字体 (参照NeHe)

这次教程中，我们将创建一些基于2D图像的字体，它们可以缩放平移，但不能旋转，并且总是面向前方，但作为基本的显示来说，我想已经足够了。

或者对于这次教程，你会觉得“在屏幕上显示文字没什么难的”，但是你真正尝试过就会知道，它确实没那么容易。你当然可以把文字写在一个图片上，再把这幅图片载入你的OpenGL程序中，打开混合选项，从而在屏幕上显示出文字。但这种做法非常耗时，而且经常图像会显得模糊。另外，除非你的图像包含一个Alpha通道，否则一旦绘制在屏幕上，那些文字就会不透明（与屏幕中的其他物体混合）。

使用位图字体比起使用图形字体（贴图）看起来不止强100倍，你可以随时改变显示在屏幕上的文字，而且用不着为它们逐个制作贴图。只需要将文字定位，再调用我们即将构建的glPrint()函数就可以在屏幕上显示文字了。

程序运行时效果如下：

下面进入教程：

我们这次将在第01课的基础上修改代码，我会对新增代码一一解释，希望大家能掌握，首先打开myglwidget.h文件，将类声明更改如下：

我们新增了几个变量，第一个变量m_HDC是用来储存当前设备绘制信息的一种windows数据结构，我们将会把我们自己创建的字体绑定到m_HDC上去，这样我们绘制文字时就自动采用绑定的字体了。后面几个变量的作用依次是控制字体大小、储存绘制字体的显示列表的开始位置、字体移动计数，具体的会在后面讲。

另外我们增加了三个函数，分别用于创建字体、删除显示列表、输出特定的字符串，当然最后一个glPrint()函数在前面已经提到，是个很重要的函数。

接下来，我们需要打开myglwidget.cpp，加上声明#include <QTimer>、#include <QtMath>，将构造函数和析构函数修改一下，具体代码如下：

几个普通变量的初始化我不作解释了，我们重点看m_HDC的初始化。我们要如何获得当前窗口的HDC呢？方法是我们先得到当前窗口的句柄（HWND），通过调用函数GetCD(HWND)可以获得HDC。那如何获得HWND呢？Qt中有一个winId()函数可以返回当前窗口的Id（类型为WId），我们把它强制转换为HWND类型就可以了，这样我们就可以初始化关键的m_HDC。

注意一下析构函数，在退出程序之前，我们应该确保我们分配的用于存放显示列表的空间被释放，所以我们在析构函数处调用killFont()函数删除显示列表（具体实现看下面）。

继续，我们要来定义我们新增的三个函数了，这可是重头戏，具体代码如下：

首先是buildFont()函数。我们先定义了字体句柄变量（HFONT），用来存放我们将要创建和使用的字体。接着我们在定义m_Base的同时使用glGenLists(96)创建了一组共96个显示列表。然后我们调用Windows的API函数CreateFont()来创建我们自己的字体，前13个参数的意义大家请参考注释，我觉得没必要一个个解释了（有兴趣了解CreateFont各个参数请点击此处），最后一个参数是字体类型，我们可以使用我们电脑已安装的任何字体，在Windows\Fonts目录可查看电脑已安装的字体。

然后我们从ASCII码第32个字符（空格）开始建立96个显示列表。如果你愿意，也可以建立所有256个字符，只要确保使用glGenLists建立256个显示列表就可以了。最后我们将font对象指针选入HDC，如此就完成了字体的创建及绑定。

然后是killFont()函数。它很简单，就是调用glDeleteLists()函数从m_Base开始删除96个显示列表。

最后是glPrint()函数。首先第一行我们创建一个大小为256个字符的字符数组，将用来保存我们要输出的字符串。第二行我们创建了一个指向一个变量列表的指针，我们在传递字符串的同时也传递了这个变量列表。然后是排除字符串为空的情况。接着的三行代码将文字中的所有符号转换为它们的字符编号，最终文字和转换的符号被储存在字符串text中。然后我们将GL_LIST_BIT压入属性堆栈，它会防止glListBase影响到我们的程序中的其它显示列表。

glListBase(m_Base-32)是告诉OpenGL去哪找对应字符的显示列表，由于每个字符对应一个显示列表，通过m_Base设置一个起点，OpenGL就知道到哪去找到正确的显示列表。减去32是因为我们没有构造前32个显示列表，那么久跳过它们就好了。于是，我们不得不通过从m_Base的值减去32来让OpenGL知道这一点。

现在OpenGL知道字母的存放位置了，我们就可以让它在屏幕上显示文字了。glCallLists()函数能同时将多个显示列表的内容显示在屏幕上，第一个参数是要显示在屏幕上的字符串长度，第二个参数告诉OpenGL将字符串当作一个无符号数组处理，它们的值都介于0到255之间，第三个参数通过传递text来告诉OpenGL显示的具体内容。最后，我们将GL_LIST_BIT属性弹出堆栈，恢复到我们使用glListBase(m_Base-32)之前的状态。

也许你想知道为什么字符不会彼此重叠堆积在一起。那是因为每个字符的显示列表都知道字符的右边缘在哪里，在写完一个字符后，OpenGL自动移动到刚刚写过的字符的右边，再写下一个字或画下一个物体时就会从最后的位置开始，也就是最后一个字符的右边。

然后我们修改一下initializeGL()函数，不作解释，代码如下：

还有，我们该进入paintGL()函数了，很简单，难的都过去了，具体代码如下：

值得注意的是，深入屏幕并不能缩小字体，只会给字体变化移动范围（这一点大家自己改改数据就知道了）。然后字体颜色设置和位置设置我觉得没必要解释了，都是数学的东西，我们主要是为了得到一个变化的效果，并不在乎它是怎么实现的。然后就是调用glPrint()函数输出文字，最后增加两个计数器的值就OK了。

最后就是键盘控制的代码了，大家自己看吧，很简单，具体代码如下：

现在就可以运行程序查看效果了！

第15课：图形字体的纹理映射 (参照NeHe)

这次教程中，我们将在第14课的基础上创建带有纹理的字体，它真的很简单。也许你想知道如何才能给字体赋予纹理贴图？我们可以使用自动纹理坐标生成器，它会自动为字体上的每一个多边形生成纹理坐标。

这次课中我们还将使用Wingdings字体来显示一个海盗旗（骷髅头和十字骨头）的标志，为此我们需要修改buildFont()函数代码。如果你想显示文字的话，就不用改动第14课中buildFont()函数的代码了，当然你也可以选择另一种字体，这都不是什么大事。

程序运行时效果如下：

下面进入教程：

我们这次将在第14课的基础上修改代码，由于有前两课代码的基础，这节课会更简单。我只解释新增的代码，首先打开myglwidget.h文件，将类声明更改如下： 

注意到唯一的变化就是最后增加了两个变量，这个两个变量相信大家已经很熟悉了，m_FileName用来保存我们将用于纹理映射的图片路径名，m_Texture用于储存纹理。

接下来我们需要打开myglwidget.cpp，先修改构造函数初始化m_FileName，不多解释了，具体代码如下：

继续，我们需要略微修改一下buildFont()函数，修改后代码如下：

注意到我们只是修改了CreateFont()函数的第9个参数（设置字符集）和最后一个参数（字体名称），修改最后一个参数好理解，因为我们要使用字体Wingdings嘛。但其实这样修改后，我们想用的Wingdings字体并不会工作。这是由于Wingdings里的字体都不是标准字符字体，我们必须告诉Windows这种字体是一种符号字体而不是一种标准字符字体，因此我们在设置字符集时，把参数改为SYMBOL_CHARSET，如此Wingdings字体就能正常工作了。

然后我们需要来修改initializeGL()函数，这是本节课的重点部分，具体代码如下：

注意到，我们一开始增加了四行新代码，这四行代码将为我们绘制在屏幕上的任何物体自动生成纹理坐标。函数glTexGen非常强大，而且复杂，在这里我们没法完全讲清楚。我们只需要知道GL_S和GL_T是纹理坐标就可以了。默认状态下，它被设置为提取物体此刻在屏幕上的x坐标和y坐标，并把它们装换为顶点坐标。我们运行程序时会发现到物体在z平面没有纹理，只显示一些斑纹，而正面和反面都被赋予了纹理，这些都是由glTexGen函数产生的。

GL_TEXTURE_GEN_MODE允许我们选择我们想在S和T纹理坐标上使用的纹理映射模式，我们有三种选择：GL_EYE_LINEAR - 会使纹理固定在屏幕上，它不会移动，物体将被赋予处于它通过的地区的那一块纹理；GL_OBJECT_LINEAR - 纹理被固定于屏幕上运动的物体上；GL_SPHERE_MAP - 创建一种有金属质感的物体（大家可以变化着试试，效果都很不错）。

当然下面增加的两行用于生成纹理和启用纹理映射，和第06课的代码一样的，不解释了。

最后，我们来修改一下paintGL()函数，具体代码如下：

首先是绑定我们已经生产的纹理，接着由于我们这次纹理不需要融合颜色，于是去掉了选择颜色的代码。然后是物体移动和旋转的代码，我也不解释了，这只是其中一种变换方式，使得能产生动画，大家完全可以自己设计平移和旋转部分的代码（如加上键盘控制等）。然后就需要来输出我们的“海盗旗”了，如果你不知道我是如何从字母“N”中得到海盗旗符号的，那就打开写字板，在字体出选择Wingdings字体。输入大写字母“N”，就会显示出海盗旗符号了。

现在可以运行程序查看效果了！

第16课：看起来很酷的雾 (参照NeHe)

这次教程中，我们将在第07课代码的基础上，为木箱的四周填上雾效果。我们将会学习三种不同的雾模式，以及怎么设置雾的颜色和雾的范围。虽然这次教程非常简单，但我们得到的雾效果确实很棒！希望大家能喜欢，当然你也可以把雾效果加到任何一个OpenGL程序中，我相信总能檫出美丽的火花！

程序运行时效果如下：

下面进入教程：

我们这次将在第07课的基础上修改代码，我只会讲解有修改的部分，希望大家先找到第07课的代码再跟着我一步步走。首先打开myglwidget.h文件，将类声明更改如下：

我们只是增加了一个变量m_Fog来储存当前雾的模式（我们会使用三种雾模式），方便我们后面利用键盘来控制雾模式的切换。

接下来，我们需要打开myglwidget.cpp，在构造函数中初始化新增变量，具体代码如下：

我们给m_Fog赋初始值0，表示第一种雾模式（具体是哪一种下面会讲到）。

然后我们需要来修改initializeGL()函数，雾效果的数据初始化都这里完成的，具体代码如下：

首先我们改一下glClearColor()函数的参数，让清除屏幕的颜色与下面雾的颜色相同。我们在函数末尾加上了我们的雾效果代码，首先我们定义雾的颜色（我们定为白色雾，你完全可以根据自己的喜好修改），接着我们设置了雾气的初始模式为GL_EXP，这是m_Fog等于0时对应的模式，先别急着问为什么，下面会告诉你答案。

然后我们设置雾的密度，glFogf()函数的第二个参数越大雾会越浓，越小雾会越稀。glHint()函数用于设置修正，我们使用了GL_DONT_CARE因为我们不关心它的值。再接下去两行设置了雾的起始位置和结束位置，1.0f和5.0f均表示离屏幕的距离，我们完全可以自己根据需要修改这两个值。最后我们应用glEnable()启用了雾效果，注意没有这行是无法产生无效果的。

最后是关于键盘控制函数的修改，我们将利用它来控制雾模式的切换，具体代码如下：

注意到我们定义了一个静态GLuint数组fogMode[]来储存我们要切换的雾模式GL_EXP、GL_EXP2、GL_LINEAR三种模式。GL_EXP - 充满整个屏幕的只是基本渲染的雾，并不是特别像雾；GL_EXP2 - 比GL_EXP更进一步，它也是充满整个屏幕，但它使屏幕看起来更有深度；GL_LINEAR - 最好的渲染模式，物体淡入淡出的效果更自然（我们可以通过切换键比较看看效果就知道了）。由于GL_EXP放在fogMode[0]处，故m_Fog为0时对应的模式是GL_EXP。

每次按下G键，我们就让m_Fog加一，如果加后等于3，就让它重新回到0，然后调用glFogi()函数重新选择雾模式。

现在就可以运行程序查看效果了！

第17课：2D图像文字 (参照NeHe)

这次教程中，我们将学会如何使用四边形纹理贴图把文字显示在屏幕上。我们将把256个不同的文字从一个256×256的纹理图像中一个个提取出来，接着创建一个输出函数来创建任意我们希望的文字。

还记得在第一篇字体教程中我提到使用纹理在屏幕上绘制文字吗？通常当你使用纹理绘制文字时你会调用你最喜欢的图像处理程序，选择一种字体，然后输入你想显示的文字或段落，然后保存下来位图并把它作为纹理读入到你的程序里，问题是这对一个需要很多文字或者文字在不停变化的程序来说，这么做效率并不高。这次教程中我们只使用一个纹理来显示任意256个不同的字符。

程序运行时效果如下：

下面进入教程：

由于相较于之前几课字体教程的代码改动较大，我们将直接在第01课的基础上修改代码，我会一一解释新增的代码，首先myglwidget.h文件，将类声明更改如下：

我们增加了变量m_Base、m_Cnt1、m_Cnt2，函数声明buildFont()、killFont()，这些和之前都讲过的作用都一样就不重复了。而m_FileName和m_Texture变为了长度为2的数组，这是因为程序中我们会用两种不同的图来建立两个不同的纹理。最后是glPrint()函数的声明，注意下它的参数和前几课不同，但作用是相同的，具体的下面会讲到。

接下来，我们需要打开myglwidget.cpp，加入声明#include <QTimer>、#include<QtMath>，将构造函数和析构函数修改如下（比较简单不具体解释了）：

继续，我们要来定义我们增加的三个函数，同样是重头戏，具体代码如下：

首先是buildFont()函数。我们先是定义两个临时变量来储存字体纹理中每个字的位置，cx储存水平方向位置，cy储存竖直方向位置。接着我们告诉OpenGL我们要建立256个显示列表，变量m_Base指向第一个显示列表，然后选择我们的字体纹理。现在我们开始循环，来创建所以256个字符，并存在显示列表里。一开始我们计算得到cx、cy，对16取余和除以16是由于一行是16个字符，最后都除以16.0f是按16个字符把纹理宽度高度均为1.0分成16份。

后面就开始创建显示列表了，绘制四边形对应纹理时，+或-0.0625f是指一个字符的高或宽，还有由于纹理坐标(0, 0)是在左下角，所以glTexCoord2f(x, y)的第二参数是1-cy、1-cy-0.0625而不是cy、cy+0.0625（比如说cx、cy同时为0，那它对应的字符纹理左下角坐标就应是(0.0, 1-0.0f-0.0625f)了，希望大家能明白）。要注意的是，我们使用glVertex2i()而不是glVertex3f()，我们的字体是2D字体，所以不需要z值。因为我们使用的是正交投影，我们不需要移进屏幕，在一个正交投影平面绘图你所需要的是指定x、y坐标。又因为我们的屏幕是以像素形式从0到639（宽），从0到479（高），因此我们既不需要用浮点数也不需要负数。

画完四边形后，我们右移了10个像素，至于纹理有病。如果我们不平移，文字将会重叠。有由于我们的字体太窄太瘦，我们不想右移16个像素那么多，如果那样的话，每个字符之间将有很大的间隔，只移动10个像素是个不错的选择。

接着是killFont()函数。它很简单，就是调用glDeleteLists()函数从m_Base开始删除256个显示列表。

最后是glPrint()函数。首先我们判断一下set字符集，如果大于1，就将set置0。这是由于我们的字体纹理中只有两种字体，第一种是普通的，第二种是斜体，如果选择的字符集有误，我们就把它设为默认的普通字符集。接着我们再次选择字体纹理，我们这么做事防止我们在决定往屏幕上输出文字前选择了别的纹理，导致出错。然后我们禁用了深度测试，我们这么做事因为混合的效果会更好。如果我们不禁用深度测试，文字可能会被什么东西挡住，或者得不到正确的混合效果。当然，如果你不打算混合文字（那样文字周围的黑色区域就不会显示），你就可以启用深度测试。

下面几行十分重要！我们选择投影矩阵，然后调用glPushMatrix()函数，保存当前投影矩阵（其实就是把投影矩阵压入堆栈）。保存投影矩阵后，我们重置矩阵并调用glOrtho()设置正交投影屏幕，第一和第三个参数表示屏幕的底边和左边，第二和第四个参数表示屏幕的上边和右边。由于我们不需要用到深度测试，所以我们将第五和第六个参数设为-1和1。我们再选择模型观察矩阵，用glPushMatrix()保存当前设置。然后我们重置模型观察矩阵以便在正交投影视点下工作。

现在我们可以绘制文字了，我们从移动到绘制文字的位置开始。我们使用glTranslated()而不是glTranslatef()，因为我们处理的是像素，所以浮点数没有意义。接着我们用glListBase()来选择字符集，如果我们想使用第二个字符集，我们在当前的显示列表基数上加上128，通过加128，我们跳过了前128个字符。而减去32是因为我们的字符集是从“空格”开始的，即ASCII码第33个字符开始，故我们减去32，告诉OpenGL跳过前面32个字符。然后我们使用glCallLists()绘制文字，这个之前解释过，不再解释了。

最后我们要做的是恢复透视视图。我们选择投影矩阵并用glPopMatrix()恢复我们先前glPushMatrix()保存的设置，接着选择模型观察矩阵做相同的工作。你或许会问，难道不用按相反顺序弹出矩阵吗？不用，这是用于投影矩阵和模型观察矩阵的堆栈并不是同一个（这样说其实并不准确，不过道理是差不多的），所以无论选择哪个矩阵先弹出都没有问题。值得注意的是，如果你把代码中的最后两句glMatrixMode()调换位置，运行程序时你是看不到图像纹理的只能看到文字，这是由于我们最后选择的矩阵是GL_PROJECTION，而我们绘制图像纹理是在GL_MODEWIEW上绘制的，所以你看不到图像纹理。当然解决办法就是，在恢复了投影矩阵后，开始深度测试之前，再次调用glMatrix()选择模型观察矩阵GL_MODEVIEW。那为什么我们能看到文字呢？这是由于做了平面正交投影后，在任何矩阵所绘制的东西都是在平面绘制的，OpenGL自动会把它们投影到屏幕上，所以总能看到文字的。函数最后我们启用了深度测试，如果你没有在上面的代码中关闭深度测试，就不需要这行。

然后我们修改一下initializeGL()函数，具体代码如下：

最开始三行载入位图转换纹理，启用纹理映射就不解释了。中间部分有小的改动，由于我们要给字体上色，所以要设置混合因子。最后调用buildFont()创建字体。

最后，我们该进入paintGL()函数，这次难度还行，具体代码如下：

函数中我们先绘制3D物体最后绘制文字，这样文字将显示在3D物体上面，而不会被3D物体遮住。我们之所以加入一个3D物体是为了演示透视投影和正交投影可同时使用。首先我们选择纹理，为了看见3D物体，我们往屏幕内移动5个单位。我们绕z轴旋转45度，这将使我们的四边形顺时针旋转45度，让我们的四边形看起来更像砖石而不是矩形，接着我们让物体同时绕x、y轴旋转m_Cnt1*30度，这使我们的物体像在一个点上旋转的钻石那样旋转。然后我们关闭混合，设置颜色为亮白，绘制第一个纹理映射的四边形。再绕x、y轴旋转90度，画另一个四边形，第二个四边形从第一个四边形中间切过去，来形成一个好看的形状。

在绘制完有纹理贴图的四边形后，我们开启混合并绘制文字，下面的根据文字选择颜色，打印“NeHe”、“OpenGL”就不解释了。我们来看打印“Giuseppe D‘Agata”时，我们用深蓝色和亮白色两次绘制（作者的名字），并在x方向上平移2个像素，这样创造出一种亮白色字附带深蓝色阴影的效果，感觉真的很棒啊！要注意的是，这里必须打开混合，如果没有打开是不会出现这样的效果的（大家可以注释掉glEnable(GL_BLEND)看看，我就不解释了），甚至其它两个字符串也变得糟糕透了。最后一件事是以不同的速率递增我们的计数器，这使得文字移动，3D物体自转。

现在就可以运行程序查看效果了！

第18课：二次几何体 (参照NeHe)

这次教程中，我将介绍二次几何体。利用二次几何体，我们可以很容易创建球、圆盘、圆柱和圆锥。

我们先介绍一下二次几何体GLUquadric（NeHe教程用的是GLUquadricObj，源代码中GLUquadricObj是GLUquadric的别名），其实它本质上是一个二次方程，即a1x^2 + a2y^2 + a3z^2 + a4xy + a5yz + a6zx + a7x + a8y + a9z + a10 = 0。要知道，任何一个空间规则曲面（包括平面）都是可以用二次方程表示出来的，因此OpenGL利用二次几何体来实现一些函数，帮助用户更简单的绘画出常用的空间曲面。

程序运行时效果如下：

下面进入教程：

我们将在第07课的基础上修改代码，我只会对新增代码作解释，首先打开myglwidget.h文件，将类声明更改如下：

首先我们在类前面增加了GLUquadric的类声明。接着我们增加了6个变量，前4个变量用于控制绘制“部分圆盘”的，下面会解释。然后我们定义一个二次几何体对象指针和一个GLuint变量，二次几何体就不解释了，m_Object是配合键盘控制来完成图形之间切换的。最后我们增加了一个函数声明glDrawCube()，这个函数是用来绘制立方体的。

接下来，我们需要打开myglwidget.cpp，在构造函数中初始化新增变量（除了m_Quadratic）并修改析构函数（删除掉创建的二次几何体），很简单不多解释，具体代码如下：

继续，我们需要定义我们新增的glDrawCube()函数了，其实就是画一个纹理立方体，完全可以从第07课的paintGL()函数中复制过来，不再多作解释，代码如下：

然后我们需要修改一下initializeGL()函数，在其中完成对m_Quadratic的初始化，具体代码如下： 

注意到我们增加了三行代码，首先调用gluNewQuadric()创建了一个二次几何体对象，并让m_Quadratic指向这个二次几何体。然后第二行代码将在二次曲面的表面创建平滑的法向量，这样当灯光照上去的时候将会好看些。最后我们使在二次曲面表面的纹理映射有效。

还有就是paintGL()函数了，最近几课，我们通过分过程渐渐让paintGL()函数看起来趋于简化，具体代码如下：

我们将原来的绘制立方体部分的代码换成了一个switch()语句，我们利用m_Object来确定画哪一种物体（具体哪个值对应哪个，请大家参照注释）。我们后面讨论绘制这些物体调用的函数时，会忽略第一个参数m_Quadratic，这个参数将被除立方体外的所有对象使用。由于前面已经解释过二次几何体的实质，我们在讨论下面函数的参数时将忽略它。

我们创建的第2个对象是一个圆柱体：参数2是圆柱的底面半径；参数3是圆柱的顶面半径；参数4是圆柱的高度（表面我们也可以绘制圆台的）；参数5是纬线（环绕z轴有多少细分）；参数6是经线（沿着z轴有多少细分）。细分越多该对象就越细致，其实我们可以用gluCylinder来绘制多棱柱的，只要把参数5和参数6换成对应的棱数就行了。

第3个对象是一个CD一样的盘子：参数2是盘子的内圆半径，该参数可以为0.0，则表示在盘子中间没孔，内圆半径越大孔越大；参数3表示外圆半径，这个参数必须比内圆半径大；参数4是组成该盘子切片的数量；参数5是组成盘子的环的数量，环很像唱片上的轨迹。同样，把参数4改成边数，同样可以得到带孔（不带孔）的多边形。

第4个对象是球：参数2是球的半径；和圆柱一样，参数3是纬线；参数4是经线。细分越多球看起来就越平滑。

第5个对象是圆锥：其实和绘制圆柱是一样的，只是把顶面半径设置为0.0，这样顶面就成了一个点。同样参考上面说的方法可以绘制多棱锥。

第6个对象将被gluPartialDisk()函数创建。相比于gluDisk()函数，gluPartialDisk()多了两个新参数。参数6是我们想要绘制的分部盘子的开始角度，参数6是旋转角，也就是转过的调度。我们将要增加旋转角，这将引起盘子沿顺时针方向缓慢的被绘制在屏幕上。一旦旋转角达到360度，我们将开始增加开始角度，这样盘子看起来就像是被逐渐地抹去一样，我们将重复这两个过程。

最后我们修改一下键盘控制函数，不多解释了，具体代码如下：

现在就可以运行程序查看效果了！

第19课：粒子系统 (参照NeHe)

这次教程中，我们将创建一个简单的粒子系统，并用它来创建一种喷射效果。利用粒子系统，我们可以实现爆炸、喷泉、流星之类的效果，听起来是不是很棒呢！

我们还会讲到一个新东西，三角形带（我的理解就是画很多三角形来组合成我们要的形状），它非常容易使用，而且当需要画很多三角形的时候，它能加快你程序的运行速度。这次教程中，我将教你该如何做一个简单的微粒程序，一旦你了解微粒程序的原理后，再创建例如：火、烟、喷泉等效果将是很轻松的事情。

程序运行时效果如下：

下面进入教程：

我们这次将在第06课代码的基础上修改代码，这次需要修改的代码量不少，希望大家耐心跟着我一步步来完成这个程序。首先打开myglwidget.h文件，将类声明更改如下： 

首先我们定义了一个静态整形常量MAX_PARTICLES来存放粒子的最大数目，和一个静态GLfloat常量数组来存放彩虹的颜色。接着是一个布尔变量m_Rainbow来表示当前模式是否为彩虹模式，然后是GLuint变量m_Color来表示当前的粒子的颜色，它将在控制粒子颜色在彩虹颜色数组中切换。粒子颜色会与纹理融合，我们用纹理而不用电的重要原因是，点的速度慢，而且挺麻烦的，其次纹理很酷，也好控制。

下面四行是定义了四个浮点变量。m_Slowdown控制粒子移动的快慢，数值越高移动越快，数值越低移动越慢，粒子的速度将影响它们在屏幕上移动的距离，要注意速度慢的粒子不会移动很远就会消失。m_xSpeed和m_ySpeed控制尾部的方向，m_xSpeed为正时粒子将会向右移动，负时则向左移动，m_ySpeed为正时粒子将会向上移动，负时则向下移动，m_xSpeed和m_ySpeed有助于在我们想要的方向上移动粒子。最后是变量m_Deep，我们用该变量移入移除我们的屏幕，在粒子系统中，有时当接近你时，可以看见更多美妙的图像。

最后我们定义了结构体Particle，用来描述某一粒子的状态属性。我们用布尔变量active开始，如果为true，我们的粒子为活跃的；如果为false则粒子为死的，此时我们就不绘制它。变量life和fade来控制粒子显示多久以及显示时候的亮度，随着life数值的降低fade的数值也相应减低，这将导致一些粒子比其他粒子燃烧的时间长。后面是记录粒子颜色，位置，速度，加速度等状态属性的变量，作用我想大家会点高中物理都能明白的，最后我们创建一个长度为MAX_PARTICLES的结构体数组。

接下来，我们打开myglwidget.cpp，在构造函数中对新增变量进行初始化，具体代码如下：

注意到我们在构造函数之前对定义的静态常量数组COLORS进行初始化，一共包含12种渐变颜色，从红色到紫罗兰。进入构造函数一开始是更换纹理图片以及增加变量的初始化，这些没什么好解释的，下面我们重点看循环部分。我们利用循环来初始化每个粒子，我们让粒子变活跃（不活跃的粒子在屏幕上是不会显示的）之后，我们给它lfie。life满值是1.0f，这也给粒子完整的光亮。值得一提，把粒子的生命衰退和颜色渐暗绑到一起，效果真的很不错！

我们通过随机数来设置粒子退色的快慢，我们取0~99的随机数，然后平分1000份来得到一个很小的浮点数，最后结果加上0.001f来使fade速度值不为0。我们既然给了粒子生命，我们当然要给它其他的属性状态附上值，为了使粒子有不同的颜色，我们用i 变量乘以数组中颜色的数目（12）与MAX_PARTICLES的商，再转换成整数，利用得到的整数取对应的颜色就可以了。然后让粒子从(0, 0, 0)出发，在设定速度时，我们通过将结果乘上10.0f来创造开始时的爆炸效果，加速度就由我们统一指定初始值了。

然后，我们来略微修改initializeGL()函数，代码如下：

我们在中间启用了融合并设置了融合因子，这是为了我们的粒子能有不同颜色。然后我们禁用了深度测试，因为如果启用深度测试的话，纹理之间会出现覆盖现象，那样画面简直一团糟。

还有，我们要进入有趣的paintGL()函数了，具体代码如下：

paintGL()函数中，我们在循环中没有重置模型观察矩阵，因为我们并没有使用过glRotate和glTranslate函数，我们在画粒子位置的时候，计算出相应坐标，用glVertex3f()函数来代替glTranslate函数，这样在我们画粒子的时候就不会改变模型观察矩阵了。

然后我们建立一个循环，在循环中更新绘制每一个粒子。首先检查粒子是否活跃，如果不活跃则不被更新（在这个程序中，它们始终都是活跃的）。接着定义三个临时变量存放粒子的x、y、z值，设置粒子颜色，然后就来绘制它了，我们用一个三角形带来代替四边形这样使程序运行快一点（一般情况是这样，关于三角形带点此有相关文章）。

接下来我们来移动粒子。首先我们取得当前粒子的x位置，然后把x运动速度加上粒子被减速1000倍后的值。所以如果粒子在x轴（0）上屏幕中心的位置，x轴速度（xi）为+10，而m_Slowdown为1，我们可以以10/(1*1000)或0.01f速度移向右边。如果，m_slowDown值到2我们的速度就只有0.005f了。这也是为什么yong10.0f乘开始值来叫像素移动快速，制造一个爆发效果。然后我们要根据加速度更新我们粒子的速度，根据衰退速度更新我们粒子的生命。

最后我们检查粒子是否还活着（生命值大于0），如果粒子烧尽，我们会使它恢复，我们给它满值生命和新的衰退速度。当然我们也重新设定粒子回到屏幕中心，然后重新随机生成速度。要注意，我们没有将移动速度乘10，我们这次不想要一个爆发效果，而要比较慢地移动粒子；然后我们要相应的加上m_xSpeed和m_ySpeed，这个控制了粒子大体得移动方向。最后我们给粒子分配当前的颜色就搞定循环了。

函数最后，我们判断是否为彩虹模式，如果是就改变当前的颜色，这样不同时间“重生”后的粒子就可能得到不同的颜色，从而出现彩虹效果。

最后就是键盘控制了，由于为了增加点趣味性，这次键盘控制比较“麻烦”，但是调理很清晰，具体代码如下：

我感觉注释已经写得比较清楚了，就不解释太多了，具体里面的值是怎么得到的，其实就是一点点尝试，感觉效果好久用了，就这么简单！大家注意一下Tab键按下后，全部粒子会回到原点，重新从原点出发，并且我们给它们重新生成速度，方式和初始化时是相同的，这样就又产生了爆炸效果。

现在就可以运行程序查看效果了！

第20课：蒙板 (参照NeHe)

这次教程中，我们教介绍OpenGL的蒙板技术。到目前为止，我们已经学会如何使用alpha混合，把一个透明物体渲染到屏幕上了，但有时使用它看起来并不是那么的复合我们的心意。使用蒙板技术，将会使图像按照我们设定的蒙板位置精确地绘制。

直到现在，我们在把图像加载到屏幕上时都没有檫除背景色，因为这样简单高效，但是效果并不总是很好。大部分情况下，把纹理混合到屏幕，纹理不是太少就是太多。当我们使用精灵图时，我们不希望背景从精灵的缝隙中透出光来；但在显示文字时，我们又希望文字的间隙可以显示背景色。

基于上述原因，我们需要使用“掩模”。使用“掩膜”需要两个步骤，首先我们在场景上放置黑白相间的纹理，白色代表透明部分，黑色代表不透明部分。接着我们使用一种特殊的混合方式，只有在黑色部分上的纹理才会显示在场景中。

程序运行时效果如下：

下面进入教程：

我们这次将在第06课代码的基础上修改代码，总体上并不会太难，希望大家能理解蒙板技术，这技术真的很好用。首先打开myglwidget.h文件，将类声明更改如下：

我们增加了两个布尔变量m_Masking和m_Scene来控制是否开启“掩模”以及绘制哪一个场景。然后我们增加一个控制图形滚动旋转的变量m_Rot，当然要去掉之前控制旋转的变量。最后把m_FileName和m_Texture变成长度为5的数组，因为我们需要载入5个纹理。

接下来，我们打开myglwidget.cpp，在构造函数中对新增变量进行初始化，比较简单，大家参照注释理解，不多作解释，具体代码如下：

然后，我们略微修改下initializeGL()函数，就是载入5个位图并转换成纹理，不多解释了，具体代码如下：

继续，我们要进入最有趣的paintGL()函数，当然这也是重点，具体代码如下： 

函数一开始，清除背景色，重置矩阵，把物体移入屏幕2.0单位。接着我们选择logo纹理，绘制纹理四边形，注意到我们调用glTexCoord选择纹理坐标时，有的数是大于1.0的，这时候OpenGL默认截取小数部分进行处理，这样就可以得到无缝的循环纹理（具体效果大家看上面的图或自己运行程序时再看）。然后我们启用混合并禁用深度测试。

接着我们需要根据m_Masking的值设置是否使用“掩模”，如果是，我们需要设置相应的混合因子。一个“掩模”只是一幅绘制到屏幕的纹理图片，但只有黑色和白色，白色的部分代表透明，黑色的部分代表不透明。我们设置的混合因子GL_DST_COLOR、GL_ZERO使得任何纹理（OpenGL并不知道这是不是“掩模”）黑色的部分会变为黑色，白色的部分会保持原来的颜色，就是变成透明，透过了原来的颜色。

然后我们检查是绘制哪一个场景（图层），true绘制第二层，false绘制第一层。true时先开始绘制第二层，为了不使得它看起来太大，我们把它移入屏幕1.0单位，并把它按m_Rot的值绕z轴旋转。接着我们检查m_Marking的值，如果为true，我们就把“掩模”绘制到屏幕上，当我们完成这个操作时，将会看到一个镂空的纹理出现在屏幕上。然后我们变换混合因子GL_ONE、GL_ONE，这次我们告诉OpenGL把任何黑色部分对应的像素复制到屏幕，这样看起来纹理就像被镂空一样贴在屏幕上。要注意的是，我在变换了混合因子后才选择的纹理。如果我们没有使用 “掩模”，我们的图像将与屏幕颜色融合。

下面我绘制第一层与第二层的绘制基本相同，不多解释了。最后我们启用深度测试，禁用混合，然后增加m_Rot变量，如果大于1.0，把它的值减去1.0。

最后我们修改一下键盘控制函数，就是加上了空格和M键作为切换键，很简单不多解释了，具体代码如下：

现在就可以运行程序查看效果了！

一点内容的补充：上面我们提到当调用glTexCoord选择纹理坐标时，如果大于1.0，OpenGL默认截取小数部分进行处理。其实这只是OpenGL默认的处理模式：GL_REPEAT。对于纹理坐标大于1.0，OpenGL有以下几种处理模式：

GL_CLAMP - 截取

GL_REPEAT - 重复（OpenGL默认的模式）

GL_MIRRORED_REPEAT - 镜像重复

GL_CLAMP_TO_EDGE - 忽略边框截取

GL_CLAMP_TO_BORDER - 带边框的截取

我们可以利用glTexParameter函数来进行模式的转换，如：x方向的转换为glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP)，变换模式只需更改第三个参数。而第二参数代表方向，GL_TEXTURE_WRAP_S代表x方向，GL_TEXTURE_WRAP_T代表y方向，GL_TEXTURE_WRAP_R代表z方向。

Qt Creator中的3D绘图及动画教程(参照NeHe)

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原文地址：http://www.cnblogs.com/lsgxeva/p/7822845.html