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《Qt-OpenGL系列编程》课程学习记录（8）：绘制一个长方体一些概念

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我是靠谱客的博主 花痴白开水，最近开发中收集的这篇文章主要介绍《Qt-OpenGL系列编程》课程学习记录（8）：绘制一个长方体一些概念，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

要绘制一个长方体，每一面都是图片。

为了简便，就不使用EBO了。

前面的内容是绘制一个面的，但是长方体有六个面。其实方法也是一样的，根据这个图设置坐标：

float vertices[] =
{
    //位置坐标              纹理坐标
    -0.5f, -0.5f, -0.5f,    0.0f, 0.0f,
     0.5f, -0.5f, -0.5f,    1.0f, 0.0f,
     0.5f, 0.5f, -0.5f,     1.0f, 1.0f,
     0.5f, 0.5f, -0.5f,     1.0f, 1.0f,
    -0.5f, 0.5f, -0.5f,     0.0f, 1.0f,
    -0.5f, -0.5f, -0.5f,    0.0f, 0.0f,

    -0.5f, -0.5f, 0.5f,     0.0f, 0.0f,
    0.5f, -0.5f, 0.5f,      1.0f, 0.0f,
    0.5f, 0.5f, 0.5f,       1.0f, 1.0f,
    0.5f, 0.5f, 0.5f,       1.0f, 1.0f,
    -0.5f, 0.5f, 0.5f,      0.0f, 1.0f,
    -0.5f, -0.5f, 0.5f,     0.0f, 0.0f,

    -0.5f, 0.5f, 0.5f,      1.0f, 0.0f,
    -0.5f, 0.5f, -0.5f,     1.0f, 1.0f,
    -0.5f, -0.5f, -0.5f,    0.0f, 1.0f,
    -0.5f, -0.5f, -0.5f,    0.0f, 1.0f,
    -0.5f, -0.5f, 0.5f,     0.0f, 0.0f,
    -0.5f, 0.5f, 0.5f,      1.0f, 0.0f,

     0.5f, 0.5f, 0.5f,      1.0f, 0.0f,
     0.5f, 0.5f, -0.5f,     1.0f, 1.0f,
     0.5f, -0.5f, -0.5f,    0.0f, 1.0f,
     0.5f, -0.5f, -0.5f,    0.0f, 1.0f,
     0.5f, -0.5f, 0.5f,     0.0f, 0.0f,
     0.5f, 0.5f, 0.5f,      1.0f, 0.0f,

    -0.5f, -0.5f, -0.5f,    0.0f, 1.0f,
     0.5f, -0.5f, -0.5f,    1.0f, 1.0f,
     0.5f, -0.5f, 0.5f,     1.0f, 0.0f,
     0.5f, -0.5f, 0.5f,     1.0f, 0.0f,
    -0.5f, -0.5f, 0.5f,     0.0f, 0.0f,
    -0.5f, -0.5f, -0.5f,    0.0f, 1.0f,

    -0.5f, 0.5f, -0.5f,     0.0f, 1.0f,
     0.5f, 0.5f, -0.5f,     1.0f, 1.0f,
     0.5f, 0.5f, 0.5f,      1.0f, 0.0f,
     0.5f, 0.5f, 0.5f,      1.0f, 0.0f,
    -0.5f, 0.5f, 0.5f,      0.0f, 0.0f,
    -0.5f, 0.5f, -0.5f,     0.0f, 1.0f
};
//顶点着色器
#version 450 core
layout(location = 0) in vec3 aPos;
layout(location = 1) in vec2 aTexCord;
out vec2 TexCord;
void main(){
    gl_Position = vec4(aPos, 1.0f);
    TexCord=aTexCord;
}
//片段着色器
#version 450 core
out vec4 FragColor;
in vec2 TexCord;
uniform sampler2D textureWall;
void main()
{
    FragColor = texture(textureWall,TexCord);
}
#include "widget.h"
#include <QOpenGLShaderProgram>
#include <QTimer>
#include <QTime>
#include <QOpenGLTexture>

unsigned int VBO, VAO;

Widget::Widget(QWidget *parent) : QOpenGLWidget(parent)
{
}

Widget::~Widget()
{
    makeCurrent();
    glDeleteBuffers(1,&VBO);
    glDeleteVertexArrays(1,&VAO);
    doneCurrent();
}

void Widget::initializeGL()
{
    initializeOpenGLFunctions();

    glGenVertexArrays(1, &VAO);
    glGenBuffers(1, &VBO);

    glBindVertexArray(VAO);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);

    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 5 * sizeof(float), nullptr);
    glEnableVertexAttribArray(0);

    glVertexAttribPointer(1, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 5 * sizeof(float), (void*)(3 * sizeof(float)));
    glEnableVertexAttribArray(1);

    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);

    shaderProgram.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Vertex,":/shapes.vert");
    shaderProgram.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Fragment,":/shapes.frag");
    if(!shaderProgram.link())
        qDebug()<<"着色器程序编译错误信息："<<shaderProgram.log();

    textureWall = new QOpenGLTexture(QImage(":/image/wall.jpg").mirrored());

    shaderProgram.bind();
    shaderProgram.setUniformValue("textureWall",0);//纹理单元0

    glBindVertexArray(0);
}

void Widget::paintGL()
{
    glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

    shaderProgram.bind();

    glBindVertexArray(VAO);

    textureWall->bind(0);
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES,0,36);
}

结果是这样的：

因为我们是从一个面的中央观察一个立方体，只能看到它的一个面。

要使它看起来有立方体的感觉要进行一些操作。

一些概念

模型矩阵（model）

定义缩放，旋转，平移的操作。

视图矩阵（view）

模拟一个摄像机的镜头，以便可以在3D空间中的某个位置去观察另一个位置。

投影矩阵（projection）

负责使看到的画面符合近大远小的透视规律，并且保证无论窗口的宽高比是多少，看到的画面都不会再变形。

顶点位置乘以这三个矩阵即可得到立体的效果。

//顶点着色器
#version 450 core
layout(location = 0) in vec3 aPos;
layout(location = 1) in vec2 aTexCord;
out vec2 TexCord;
uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;
void main()
{
    gl_Position = projection*view*model*vec4(aPos, 1.0f);
    TexCord = aTexCord;
}
#include "widget.h"
#include <QOpenGLShaderProgram>
#include <QTimer>
#include <QTime>
#include <QOpenGLTexture>

unsigned int VBO, VAO;

float vertices[] =
{
    //位置坐标              纹理坐标
    -0.5f, -0.5f, -0.5f,    0.0f, 0.0f,
     0.5f, -0.5f, -0.5f,    1.0f, 0.0f,
     0.5f, 0.5f, -0.5f,     1.0f, 1.0f,
     0.5f, 0.5f, -0.5f,     1.0f, 1.0f,
    -0.5f, 0.5f, -0.5f,     0.0f, 1.0f,
    -0.5f, -0.5f, -0.5f,    0.0f, 0.0f,

    -0.5f, -0.5f, 0.5f,     0.0f, 0.0f,
    0.5f, -0.5f, 0.5f,      1.0f, 0.0f,
    0.5f, 0.5f, 0.5f,       1.0f, 1.0f,
    0.5f, 0.5f, 0.5f,       1.0f, 1.0f,
    -0.5f, 0.5f, 0.5f,      0.0f, 1.0f,
    -0.5f, -0.5f, 0.5f,     0.0f, 0.0f,

    -0.5f, 0.5f, 0.5f,      1.0f, 0.0f,
    -0.5f, 0.5f, -0.5f,     1.0f, 1.0f,
    -0.5f, -0.5f, -0.5f,    0.0f, 1.0f,
    -0.5f, -0.5f, -0.5f,    0.0f, 1.0f,
    -0.5f, -0.5f, 0.5f,     0.0f, 0.0f,
    -0.5f, 0.5f, 0.5f,      1.0f, 0.0f,

     0.5f, 0.5f, 0.5f,      1.0f, 0.0f,
     0.5f, 0.5f, -0.5f,     1.0f, 1.0f,
     0.5f, -0.5f, -0.5f,    0.0f, 1.0f,
     0.5f, -0.5f, -0.5f,    0.0f, 1.0f,
     0.5f, -0.5f, 0.5f,     0.0f, 0.0f,
     0.5f, 0.5f, 0.5f,      1.0f, 0.0f,

    -0.5f, -0.5f, -0.5f,    0.0f, 1.0f,
     0.5f, -0.5f, -0.5f,    1.0f, 1.0f,
     0.5f, -0.5f, 0.5f,     1.0f, 0.0f,
     0.5f, -0.5f, 0.5f,     1.0f, 0.0f,
    -0.5f, -0.5f, 0.5f,     0.0f, 0.0f,
    -0.5f, -0.5f, -0.5f,    0.0f, 1.0f,

    -0.5f, 0.5f, -0.5f,     0.0f, 1.0f,
     0.5f, 0.5f, -0.5f,     1.0f, 1.0f,
     0.5f, 0.5f, 0.5f,      1.0f, 0.0f,
     0.5f, 0.5f, 0.5f,      1.0f, 0.0f,
    -0.5f, 0.5f, 0.5f,      0.0f, 0.0f,
    -0.5f, 0.5f, -0.5f,     0.0f, 1.0f
};

QVector<QVector3D> cubePositions =
{
    QVector3D( 0.0f, 0.0f, 0.0f),
    //QVector3D( 2.0f, 5.0f, -15.0f),
    //QVector3D(-1.5f, -2.2f, -2.5f),
    //QVector3D(-3.8f, -2.0f, -12.3f),
    //QVector3D( 2.4f, -0.4f, -3.5f),
    //QVector3D(-1.7f, 3.0f, -7.5f),
    //QVector3D( 1.3f, -2.0f, -2.5f),
    //QVector3D( 1.5f, 2.0f, -2.5f),
    //QVector3D( 1.5f, 0.2f, -1.5f),
    //QVector3D(-1.3f, 1.0f, -1.5f)
};

Widget::Widget(QWidget *parent) : QOpenGLWidget(parent)
{
}

Widget::~Widget()
{
    makeCurrent();
    glDeleteBuffers(1,&VBO);
    glDeleteVertexArrays(1,&VAO);
    doneCurrent();
}

void Widget::initializeGL()
{
    initializeOpenGLFunctions();

    glGenVertexArrays(1, &VAO);
    glGenBuffers(1, &VBO);

    glBindVertexArray(VAO);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);

    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 5 * sizeof(float), nullptr);
    glEnableVertexAttribArray(0);

    glVertexAttribPointer(1, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 5 * sizeof(float), (void*)(3 * sizeof(float)));
    glEnableVertexAttribArray(1);

    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);

    shaderProgram.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Vertex,":/shapes.vert");
    shaderProgram.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Fragment,":/shapes.frag");
    if(!shaderProgram.link())
        qDebug()<<"着色器程序编译错误信息："<<shaderProgram.log();

    textureWall = new QOpenGLTexture(QImage(":/image/wall.jpg").mirrored());

    shaderProgram.bind();
    shaderProgram.setUniformValue("textureWall",0);//纹理单元0

    glBindVertexArray(0);

    //投影矩阵
    QMatrix4x4 projection;
    projection.perspective(60,  //画面视野的角度 人眼在头部不动的情况下，视野大概为60°
                           (float)width()/height(), //窗口比例
                           0.1,100);//参数三和四表示距离摄像机多近个多远范围内的物体要被显示。超出这个范围的物体将无法被显示。
    shaderProgram.setUniformValue("projection", projection);
}

void Widget::paintGL()
{
    uint time = QTime::currentTime().msec();

    glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

    shaderProgram.bind();

    //视图矩阵
    QMatrix4x4 view;
    view.setToIdentity();//对矩阵进行单位化，保证所有矩阵运算都会在一个单位矩阵上进行
    view.lookAt(QVector3D(2, 2, 2),     //眼睛的位置
                QVector3D(0, 0, 0),     //眼睛看的位置
                QVector3D(0, 1, 0));    //此参数表示方向，相对于眼睛向上的方向。
    shaderProgram.setUniformValue("view", view);

    glBindVertexArray(VAO);

    textureWall->bind(0);

    for (const QVector3D & item : cubePositions)
    {
        //模型矩阵
        QMatrix4x4 model;
        model.setToIdentity();
        model.translate(item);//平移
        model.rotate(time, 1.0f, 1.0f, 0.5f);//旋转 该矩阵将坐标绕矢量 (x, y, z) 旋转angle度
        model.scale(1.0f);//缩放

        shaderProgram.setUniformValue("model", model);
        glDrawArrays(GL_TRIANGLES,0,36);
    }
}

加上一个定时器：

    auto timer = new QTimer(this);
    connect(timer,&QTimer::timeout,this,[this]{update();});
    timer->start(100);

绘制多个：

QVector<QVector3D> cubePositions =
{
    QVector3D( 0.0f, 0.0f, 0.0f),
    QVector3D( 2.0f, 5.0f, -15.0f),
    QVector3D(-1.5f, -2.2f, -2.5f),
    QVector3D(-3.8f, -2.0f, -12.3f),
    QVector3D( 2.4f, -0.4f, -3.5f),
    QVector3D(-1.7f, 3.0f, -7.5f),
    QVector3D( 1.3f, -2.0f, -2.5f),
    QVector3D( 1.5f, 2.0f, -2.5f),
    QVector3D( 1.5f, 0.2f, -1.5f),
    QVector3D(-1.3f, 1.0f, -1.5f)
};

最后

以上就是花痴白开水为你收集整理的《Qt-OpenGL系列编程》课程学习记录（8）：绘制一个长方体一些概念的全部内容，希望文章能够帮你解决《Qt-OpenGL系列编程》课程学习记录（8）：绘制一个长方体一些概念所遇到的程序开发问题。

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