OpenGL（3）渲染过程的问题

渲染过程中可能产生的问题

正常

截屏2021-03-04 下午2.45.12.png

1. 一个立体的图像，背面会是黑色的

   
   截屏2021-03-04 下午2.44.51.png

原因：光栅化渲染，把点、线、三角形等图元形式一个个像素点的过程，有批次，渲染顺序，可能被覆盖

解决办法：

1. 油画方法： 一层一层覆盖，碰到交替的无法解决
2. 正面、背面剔除
3. 深度测试

//demo演示了OpenGL背面剔除，深度测试，和多边形模式
#include "GLTools.h"    
#include "GLMatrixStack.h"
#include "GLFrame.h"
#include "GLFrustum.h"
#include "GLGeometryTransform.h"

#include <math.h>
#ifdef __APPLE__
#include <glut/glut.h>
#else
#define FREEGLUT_STATIC
#include <GL/glut.h>
#endif

//设置角色帧，作为相机
GLFrame             viewFrame;

//使用GLFrustum类来设置透视投影
GLFrustum           viewFrustum;
GLTriangleBatch     torusBatch;
GLMatrixStack       modelViewMatix;
GLMatrixStack       projectionMatrix;
GLGeometryTransform transformPipeline;
GLShaderManager     shaderManager;

//标记：背面剔除、深度测试
int iCull = 0;
int iDepth = 0;

//右键菜单栏选项 点击右击菜单中的选项,则会调用到此处
void ProcessMenu(int value)
{
    switch (value) {
        case 1:
            iCull = !iCull;
            break;
        
        case 2:
            iDepth = !iDepth;
            break;
            
        case 3:
            glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);
            break;
        
        case 4:
            glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
            break;
            
        case 5:
            glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_POINT);
            break;
            
        default:
            break;
    }
    glutPostRedisplay();
    
}


// 召唤场景
void RenderScene(void)
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    
    if (iCull) {
        
        //实现背面剔除
        //1.开启背面剔除功能
        glEnable(GL_CULL_FACE);
        //2.指定模型
        glFrontFace(GL_CCW);
        //3.执行剔除
        glCullFace(GL_BACK);
        
    }else
    {
        glDisable(GL_CULL_FACE);
    }
    
    //设置深度测试
    if (iDepth) {
        
        glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    }else
    {
        glDisable(GL_DEPTH_TEST);
        
    }
    
    modelViewMatix.PushMatrix(viewFrame);
    
    GLfloat vRed[] = {1.0f,0.0f,0.0f,1.0f};
    
    //默认光源着色器
    //参数1:GLT_SHADER_DEFAULT_LIGHT
    //参数2:模型视图矩阵
    //参数3:投影矩阵
    //参数4:颜色
    
    //transformPipeline 管理堆栈,模型视图堆栈\投影矩阵堆栈
    
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_DEFAULT_LIGHT,transformPipeline.GetModelViewMatrix(),transformPipeline.GetProjectionMatrix(),vRed);
    
    //绘制
    torusBatch.Draw();
    
    //出栈
    modelViewMatix.PopMatrix();

    glutSwapBuffers();
    
}

// context. 图像上下文
void SetupRC()
{
    //设置清屏颜色--可以理解背景颜色-颜色缓存区中
    glClearColor(0.3f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
    
    //初始化固定管线
    shaderManager.InitializeStockShaders();
    
    //观察者
    //参数1:表示Z轴的值
    viewFrame.MoveForward(10.0f);
    
    //创建一个天天圈
    /*
     void gltMakeTorus(GLTriangleBatch& torusBatch, GLfloat majorRadius, GLfloat minorRadius, GLint numMajor, GLint numMinor);
     参数1:GLTriangleBatch;
     参数2:外圆半径,从圆心到外圆的距离
     参数3:内边圆半径,从圆心到内圆的距离
     参数4\5:三角形带的数量 numMajor = 2 * numMinor
     */
    gltMakeTorus(torusBatch, 1.0f, 0.3f, 52, 26);
    
    //设置点的大小
    glPointSize(4.0f);
    

}

//键位设置，通过不同的键位对其进行设置
//控制Camera的移动，从而改变视口
void SpecialKeys(int key, int x, int y)
{
    //视觉班第二次已讲！
    if(key == GLUT_KEY_UP)
        viewFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(-5.0), 1.0f, 0.0f, 0.0f);
    
    if(key == GLUT_KEY_DOWN)
        viewFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(5.0), 1.0f, 0.0f, 0.0f);
    
    if(key == GLUT_KEY_LEFT)
        viewFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(-5.0), 0.0f, 1.0f, 0.0f);
    
    if(key == GLUT_KEY_RIGHT)
        viewFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(5.0), 0.0f, 1.0f, 0.0f);
    
    //重新刷新window
    glutPostRedisplay();
}


void ChangeSize(int w, int h)
{
    //防止h变为0
    if(h == 0)
        h = 1;
    
    //设置视口窗口尺寸
    glViewport(0, 0, w, h);
    
    //setPerspective函数的参数是一个从顶点方向看去的视场角度（用角度值表示）
    // 设置透视模式，初始化其透视矩阵
    viewFrustum.SetPerspective(35.0f, float(w)/float(h), 1.0f, 100.0f);
    
    //把透视矩阵加载到透视矩阵对阵中
    //viewFrustum.GetProjectionMatrix() 获取投影矩阵
    //projectionMatrix.LoadMatrix(矩阵) 把矩阵加载到projectionMatrix中来
    projectionMatrix.LoadMatrix(viewFrustum.GetProjectionMatrix());
    
    // 初始化渲染管线
    transformPipeline.SetMatrixStacks(modelViewMatix, projectionMatrix);
}


int main(int argc, char* argv[])
{
    //第一节课源码中有详细解释
    gltSetWorkingDirectory(argv[0]);
    
    glutInit(&argc, argv);
    
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH | GLUT_STENCIL);
    glutInitWindowSize(800, 600);
    glutCreateWindow("Geometry Test Program");
    
    glutReshapeFunc(ChangeSize);
    glutSpecialFunc(SpecialKeys);
    glutDisplayFunc(RenderScene);
    
    //设置右击菜单选项
    glutCreateMenu(ProcessMenu);
    //添加右击菜单栏选项
    //参数1: 菜单栏中选项的内容
    //参数2: 1
    glutAddMenuEntry("正面背面剔除", 1);
    glutAddMenuEntry("深度测试", 2);
    glutAddMenuEntry("Set Fill Mode", 3);
    glutAddMenuEntry("Set line Mode", 4);
    glutAddMenuEntry("Set Point Mode", 5);

    glutAttachMenu(GLUT_RIGHT_BUTTON);
    GLenum err = glewInit();
    if (GLEW_OK != err) {
        fprintf(stderr, "GLEW Error: %s\n", glewGetErrorString(err));
        return 1;
    }
    
    SetupRC();
    
    glutMainLoop();
    return 0;
}