【OpenGL】繪製球體

步驟

1-初始化：

GLFW窗口，GLAD

2-計算球體頂點：

通過數學方法計算球體的每個頂點座標

3-數據處理：

通過球體頂點座標構造三角形網絡，生成並綁定VAO&VBO&EBO（準備再GPU中進行處理)，設置頂點屬性指針（本質上就是告訴OpenGL如何處理數據）

4-着色器：

給出頂點和片段着色器，然後鏈接爲着色器程序，渲染時使用着色器程序

5-渲染：

使用畫線模式畫圓，開啓面剔除，剔除背面，使用線框模式畫球,清空緩衝，交換緩衝區檢查觸發事件

6-結束：

釋放資源

結果

填充模式和線框模式效果對比

開啓面剔除和線框模式效果對比

只需要展示一個面，否則會有重合，此處剔除背面爲例

代碼

此處只給出main.cpp,具體工程參考本人的github

main.cpp

/*
步驟：
1-初始化： GLFW窗口，GLAD
2-計算球體頂點：通過數學方法計算球體的每個頂點座標
3-數據處理： 通過球體頂點座標構造三角形網絡，生成並綁定VAO&VBO&EBO（準備再GPU中進行處理)，設置頂點屬性指針（本質上就是告訴OpenGL如何處理數據）
4-着色器：給出頂點和片段着色器，然後鏈接爲着色器程序，渲染時使用着色器程序
5-渲染：使用畫線模式畫圓，開啓面剔除，剔除背面，使用線框模式畫球,清空緩衝，交換緩衝區檢查觸發事件
6-結束：釋放資源
*/
#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include "Shader.h"
#include <iostream>
#include <math.h>
#include <vector>

const unsigned int screen_width = 780;
const unsigned int screen_height = 780;
const GLfloat PI= 3.14159265358979323846f;
//將球橫縱劃分成50*50的網格
const int Y_SEGMENTS = 50;
const int X_SEGMENTS = 50;

int main()
{
	/*1-初始化*/
	//初始化GLFW
	glfwInit();//初始化GLFW
	glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);//opengl版本號3.3
	glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);// 次版本號3
	glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);//使用核心模式(無序向後兼容性)
	glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);//如果使用的是Mac OS X系統，需加上這行
	glfwWindowHint(GLFW_RESIZABLE, false);//不可改變窗口大小

	//創建窗口（寬、高、窗口名稱）
	auto window = glfwCreateWindow(screen_width, screen_height,"Sphere",nullptr,nullptr);
	//檢測窗口是否創建成功
	if (window==nullptr)
	{
		std::cout << "Failed to Create OpenGL Context" << std::endl;
		glfwTerminate();
		return -1;
	}
	glfwMakeContextCurrent(window);//將窗口的上下文設置爲當前進程的主上下文

	//初始化GLAD，加載OpenGL指針地址的函數
	if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
	{
		std::cout<<"Failed to initialize GLAD"<<std::endl;
			return -1;
	}
	//指定當前視口尺寸（前兩個參數爲左下角位置，後兩個參數是渲染窗口寬、高）
	glViewport(0, 0, screen_width, screen_height);

	
	std::vector<float> sphereVertices;
	std::vector<int> sphereIndices;

	/*2-計算球體頂點*/
	//生成球的頂點
	for (int y=0;y<=Y_SEGMENTS;y++)
	{
		for (int x=0;x<=X_SEGMENTS;x++)
		{
			float xSegment = (float)x / (float)X_SEGMENTS;
			float ySegment = (float)y / (float)Y_SEGMENTS;
			float xPos = std::cos(xSegment * 2.0f * PI) * std::sin(ySegment * PI);
			float yPos = std::cos(ySegment * PI);
			float zPos = std::sin(xSegment * 2.0f * PI) * std::sin(ySegment * PI);
			sphereVertices.push_back(xPos);
			sphereVertices.push_back(yPos);
			sphereVertices.push_back(zPos);
		}
	}

	//生成球的Indices
	for (int i=0;i<Y_SEGMENTS;i++)
	{
		for (int j=0;j<X_SEGMENTS;j++)
		{
			sphereIndices.push_back(i * (X_SEGMENTS + 1) + j);
			sphereIndices.push_back((i + 1) * (X_SEGMENTS + 1) + j);
			sphereIndices.push_back((i + 1) * (X_SEGMENTS + 1) + j+1);
			sphereIndices.push_back(i* (X_SEGMENTS + 1) + j);
			sphereIndices.push_back((i + 1) * (X_SEGMENTS + 1) + j + 1);
			sphereIndices.push_back(i * (X_SEGMENTS + 1) + j + 1);
		}
	}


	/*3-數據處理*/
	unsigned int VBO, VAO;
	glGenVertexArrays(1, &VAO);
	glGenBuffers(1, &VBO);
	//生成並綁定球體的VAO和VBO
	glBindVertexArray(VAO);
	glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
	//將頂點數據綁定至當前默認的緩衝中
	glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sphereVertices.size() * sizeof(float), &sphereVertices[0], GL_STATIC_DRAW);

	GLuint element_buffer_object;//EBO
	glGenBuffers(1, &element_buffer_object);
	glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, element_buffer_object);
	glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sphereIndices.size() * sizeof(int), &sphereIndices[0], GL_STATIC_DRAW);

	//設置頂點屬性指針
	glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
	glEnableVertexAttribArray(0);

	//解綁VAO和VBO
	glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
	glBindVertexArray(0);
	/*4-着色器*/
	Shader shader("task3.vs", "task3.fs");

	/*5-渲染*/
	//渲染循環
	while (!glfwWindowShouldClose(window))
	{
		//清空顏色緩衝
		glClearColor(0.0f, 0.34f, 0.57f, 1.0f);
		glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

		shader.Use();
		//繪製球
		//開啓面剔除(只需要展示一個面，否則會有重合)
		glEnable(GL_CULL_FACE);
		glCullFace(GL_BACK);
		glBindVertexArray(VAO);
		//使用線框模式繪製
		glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
		glDrawElements(GL_TRIANGLES, X_SEGMENTS * Y_SEGMENTS * 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);
		//點陣模式繪製
		//glPointSize(5);
		//glDrawElements(GL_POINTS, X_SEGMENTS * Y_SEGMENTS * 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);
		//交換緩衝並且檢查是否有觸發事件(比如鍵盤輸入、鼠標移動)
		glfwSwapBuffers(window);
		glfwPollEvents();
	}
	
	/*6-結束*/
	//刪除VAO和VBO，EBO
	glDeleteVertexArrays(1, &VAO);
	glDeleteBuffers(1, &VBO);
	glDeleteBuffers(1, &element_buffer_object);

	//清理所有的資源並正確退出程序
	glfwTerminate();
	return 0;

}