QT5 OpenGL (六，键盘事件，开关灯，放大缩小综合运用)

概要

多篇讲QT5 opengl的文章，从简单到复杂，差点儿每篇都在原来的基友上有所增加新的内容，感觉越到后面，越easy被opengl强大的功能所震撼，而这篇文章主要是把前面所讲的一些内容进行综合，然后再增加新的一些内容的运用。首先，增加键盘事件。这个是学QT的人基本上都会的。

开关灯是这次一些新的内容，放大缩小，是原来的内容，仅仅是原来没有扩展开来。

实例效果图

为什么每次要先上效果图呢，由于仅仅有看到不错的效果图后，读者才有更大的兴趣读下去。

立体图放大图

立体图缩小图

不加矢量开灯图

不加矢量关灯图

加矢量关灯图1

加矢量关灯图2

部分代码展示

.h文件

#ifndef OPENGLWIDGET_H

#define OPENGLWIDGET_H

#include <QtOpenGL>

class OpenglWidget : public QGLWidget

{

public:

    OpenglWidget(QWidget* parent = 0);

protected:

  void initConnection();

  void initializeGL();

  void initWidget();

  void paintGL();

  void resizeGL(int width, int height);

  void loadGLTextures();

  void keyPressEvent( QKeyEvent *e );

private slots:

private:

  GLfloat m_rotateTriangle;

  GLfloat m_rotateRectangle;

  GLfloat m_x;

  GLfloat m_y;

  GLfloat m_z;

  GLuint textur[3];

  GLfloat m_zoom;

  GLfloat m_xSpeed;

  GLfloat m_ySpeed;

  GLfloat m_zSpeed;

  bool m_openLight;

  GLuint m_choiceTexture;

};

#endif // OPENGLWIDGET_H

.cpp文件

#include "openglwidget.h"

GLfloat lightAmbient[4] = { 0.5, 0.5, 0.5, 1.0 };

GLfloat lightDiffuse[4] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };

GLfloat lightPosition[4] = { 0.0, 0.0, 2.0, 1.0 };

OpenglWidget::OpenglWidget(QWidget* parent)

    :QGLWidget(parent),

      m_rotateTriangle(0),

      m_rotateRectangle(0),

      m_x(0),

      m_y(0),

      m_z(0),

      m_zoom(-6),

      m_xSpeed(10),

      m_ySpeed(10),

      m_zSpeed(10),

      m_choiceTexture(0),

      m_openLight(false)

{

    initWidget();

}

void OpenglWidget::initializeGL()

{

    loadGLTextures();

    glEnable( GL_TEXTURE_2D );

    glShadeModel( GL_SMOOTH );

    glClearColor( 0.0, 0.0, 0.0, 0.5 );

    glClearDepth( 1.0 );

    glEnable( GL_DEPTH_TEST );

    glDepthFunc( GL_LEQUAL );

    glHint( GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST );

    glLightfv( GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, lightAmbient );

    glLightfv( GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, lightDiffuse );

    glLightfv( GL_LIGHT1, GL_POSITION, lightPosition );

    glEnable( GL_LIGHT1 );

}

void OpenglWidget::initWidget()

{

    setGeometry( 400, 200, 640, 480 );

    setWindowTitle(tr("opengl demo"));

}

void OpenglWidget::paintGL()

{

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    glLoadIdentity();

    glTranslatef( -1.5,  0.0, m_zoom );

    glRotatef( m_x,  1.0,  0.0,  0.0 );

    glRotatef( m_y,  0.0,  1.0,  0.0 );

    glRotatef( m_z,  0.0,  0.0,  1.0 );

    glBindTexture( GL_TEXTURE_2D, textur[m_choiceTexture] );

    glBegin( GL_QUADS );

    glNormal3f( 0.0, 0.0, 1.0 );

    glTexCoord2f( 0.0, 0.0 ); glVertex3f( -1.0, -1.0,  1.0 );

    glTexCoord2f( 1.0, 0.0 ); glVertex3f(  1.0, -1.0,  1.0 );

    glTexCoord2f( 1.0, 1.0 ); glVertex3f(  1.0,  1.0,  1.0 );

    glTexCoord2f( 0.0, 1.0 ); glVertex3f( -1.0,  1.0,  1.0 );

    glNormal3f( 0.0, 0.0, -1.0 );

    glTexCoord2f( 1.0, 0.0 ); glVertex3f( -1.0, -1.0, -1.0 );

    glTexCoord2f( 1.0, 1.0 ); glVertex3f( -1.0,  1.0, -1.0 );

    glTexCoord2f( 0.0, 1.0 ); glVertex3f(  1.0,  1.0, -1.0 );

    glTexCoord2f( 0.0, 0.0 ); glVertex3f(  1.0, -1.0, -1.0 );

    glNormal3f( 0.0, 1.0, 0.0 );

    glTexCoord2f( 0.0, 1.0 ); glVertex3f( -1.0,  1.0, -1.0 );

    glTexCoord2f( 0.0, 0.0 ); glVertex3f( -1.0,  1.0,  1.0 );

    glTexCoord2f( 1.0, 0.0 ); glVertex3f(  1.0,  1.0,  1.0 );

    glTexCoord2f( 1.0, 1.0 ); glVertex3f(  1.0,  1.0, -1.0 );

    glNormal3f( 0.0, -1.0, 0.0 );

    glTexCoord2f( 1.0, 1.0 ); glVertex3f( -1.0, -1.0, -1.0 );

    glTexCoord2f( 0.0, 1.0 ); glVertex3f(  1.0, -1.0, -1.0 );

    glTexCoord2f( 0.0, 0.0 ); glVertex3f(  1.0, -1.0,  1.0 );

    glTexCoord2f( 1.0, 0.0 ); glVertex3f( -1.0, -1.0,  1.0 );

    glNormal3f( 1.0, 0.0, 0.0 );

    glTexCoord2f( 1.0, 0.0 ); glVertex3f(  1.0, -1.0, -1.0 );

    glTexCoord2f( 1.0, 1.0 ); glVertex3f(  1.0,  1.0, -1.0 );

    glTexCoord2f( 0.0, 1.0 ); glVertex3f(  1.0,  1.0,  1.0 );

    glTexCoord2f( 0.0, 0.0 ); glVertex3f(  1.0, -1.0,  1.0 );

    glNormal3f( -1.0, 0.0, 0.0 );

    glTexCoord2f( 0.0, 0.0 ); glVertex3f( -1.0, -1.0, -1.0 );

    glTexCoord2f( 1.0, 0.0 ); glVertex3f( -1.0, -1.0,  1.0 );

    glTexCoord2f( 1.0, 1.0 ); glVertex3f( -1.0,  1.0,  1.0 );

    glTexCoord2f( 0.0, 1.0 ); glVertex3f( -1.0,  1.0, -1.0 );

    glEnd();

    glLoadIdentity();

    glTranslatef(  1.5,  0.0, m_zoom );

    glRotatef( m_x,  1.0,  0.0,  0.0 );

    glRotatef( m_y,  0.0,  1.0,  0.0 );

    glRotatef( m_z,  0.0,  0.0,  1.0 );

    glBegin(GL_TRIANGLES);

    //三棱柱四面贴图

    glTexCoord2f( 1, 1 ); glVertex3f( 0, 1, 0 );

    glTexCoord2f( 0, 0 ); glVertex3f(  1, -1, 1 );

    glTexCoord2f( 1, 0 ); glVertex3f(  -1, -1, 1 );

    glTexCoord2f( 1, 1 ); glVertex3f( 0, 1, 0 );

    glTexCoord2f( 0, 0 ); glVertex3f( -1.0,  -1.0, 1.0 );

    glTexCoord2f( 1, 0 ); glVertex3f(  -1.0,  -1.0, -1.0 );

    glTexCoord2f( 1, 1 ); glVertex3f( 0,  1, 0 );

    glTexCoord2f( 0, 0 ); glVertex3f( -1.0,  -1.0,  -1.0 );

    glTexCoord2f( 1, 0 ); glVertex3f(  1.0,  -1.0,  -1.0 );

    glTexCoord2f( 1, 1 ); glVertex3f( 0, 1, 0 );

    glTexCoord2f( 0, 0 ); glVertex3f(  1.0, -1.0, -1.0 );

    glTexCoord2f( 1, 0 ); glVertex3f(  1.0, -1.0,  1.0 );

    //三棱柱底面贴图

    glTexCoord2f( 0, 0 ); glVertex3f(  -1.0, -1.0, -1.0 );

    glTexCoord2f( 1, 0 ); glVertex3f(  1.0, -1.0,  -1.0 );

    glTexCoord2f( 1, 1 ); glVertex3f(  1.0, -1.0, 1.0 );

    glTexCoord2f( 1, 0 ); glVertex3f(  1.0, -1.0,  -1.0 );

    glTexCoord2f( 1, 1 ); glVertex3f(  1.0, -1.0, 1.0 );

    glTexCoord2f( 0, 1 ); glVertex3f(  -1.0, -1.0,  1.0 );

    glTexCoord2f( 1, 1 ); glVertex3f(  1.0, -1.0, 1.0 );

    glTexCoord2f( 0, 1 ); glVertex3f(  -1.0, -1.0,  1.0 );

    glTexCoord2f( 0, 0 ); glVertex3f(  -1.0, -1.0, -1.0 );

    glEnd();

    m_x += m_xSpeed;

    m_y += m_ySpeed;

    m_z += m_zSpeed;

}

void OpenglWidget::resizeGL(int width, int height)

{

    if(0 == height) {

        height = 1;

    }

    glViewport(0, 0, (GLint)width, (GLint)height);

    glMatrixMode(GL_PROJECTION);

    glLoadIdentity();

  //  gluPerspective(45.0, (GLfloat)width/(GLfloat)height, 0.1, 100.0);

    GLdouble aspectRatio = (GLfloat)width/(GLfloat)height;

    GLdouble zNear = 0.1;

    GLdouble zFar = 100.0;

    GLdouble rFov = 45.0 * 3.14159265 / 180.0;

     glFrustum( -zNear * tan( rFov / 2.0 ) * aspectRatio,

               zNear * tan( rFov / 2.0 ) * aspectRatio,

               -zNear * tan( rFov / 2.0 ),

               zNear * tan( rFov / 2.0 ),

               zNear, zFar );

    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

    glLoadIdentity();

}

void OpenglWidget::loadGLTextures()

{

  QImage tex;

  QImage buf;

  if ( !buf.load(":/images/dog.png"))

  {

    qWarning( "load image failed!" );

    QImage dummy( 128, 128, QImage::Format_RGB32 );

    dummy.fill( Qt::red);

    buf = dummy;

  }

  tex = QGLWidget::convertToGLFormat( buf );

  glGenTextures( 3, &textur[0] );

  //纹理一

  glBindTexture( GL_TEXTURE_2D, textur[0] );

  glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST );

  glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST );

  glTexImage2D( GL_TEXTURE_2D, 0, 3, tex.width(), tex.height(), 0,

      GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, tex.bits() );

  //纹理二

  glBindTexture( GL_TEXTURE_2D, textur[1] );

  glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR );

  glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR );

  glTexImage2D( GL_TEXTURE_2D, 0, 3, tex.width(), tex.height(), 0,

      GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, tex.bits() );

  //纹理三

  glBindTexture( GL_TEXTURE_2D, textur[2] );

  glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST );

  glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST );

  //gluBuild2DMipmaps( GL_TEXTURE_2D, GL_RGB, tex.width(), tex.height(), GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, tex.bits() );

  glTexImage2D( GL_TEXTURE_2D, 0, 3, tex.width(), tex.height(), 0,

      GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, tex.bits() );

}

void OpenglWidget::keyPressEvent( QKeyEvent *e )

{

  switch ( e->key() )

  {

  case Qt::Key_L:

    m_openLight = !m_openLight;

    if ( !m_openLight )

    {

      glDisable( GL_LIGHTING );

    }

    else

    {

      glEnable( GL_LIGHTING );

    }

    updateGL();

    break;

  case Qt::Key_F:

    m_choiceTexture += 1;;

    if ( m_choiceTexture > 2 )

    {

      m_choiceTexture = 0;

    }

    updateGL();

    break;

  case Qt::Key_W:

    m_zoom -= (GLfloat)0.2;

    updateGL();

    break;

  case Qt::Key_S:

    m_zoom += (GLfloat)0.2;

    updateGL();

    break;

  case Qt::Key_Up:

    m_xSpeed -= 1;

    updateGL();

    break;

  case Qt::Key_Down:

    m_xSpeed += 1;

    updateGL();

    break;

  case Qt::Key_Right:

    m_ySpeed += 1;

    updateGL();

    break;

  case Qt::Key_Left:

    m_ySpeed -= 1;

    updateGL();

    break;

  case Qt::Key_A:

    m_zSpeed += 1;

    updateGL();

    break;

  case Qt::Key_D:

    m_zSpeed -= 1;

    updateGL();

    break;

  case Qt::Key_Escape:

    close();

    break;

  }

}

主要内容解析

先易后难吧。从最简单的開始讲：

QT键盘事件

void keyPressEvent( QKeyEvent *e );

事实上就是重写父类的键盘事件。当用户按键时。系统就会自己过滤到这个按键的过程。然后能够通过返回的事件拿到按下的相应的键，我们能够依据这个键来进行推断，然后再做相应的事件处理。

立体图形的放大和缩小

事实上这里的放大缩小的原理是通过立体图形离显示屏幕的离距

glTranslatef( x, y, z );

也就是这个函数。。

它控制了三维空间里面的x, y, z 轴。

x 是相对于我们所创建的屏幕左右的移动，而y是相对于我们所创建屏幕上下的移动， z就是我们面对屏幕深度的移动，怎么来推断它的深度呢，这里就用了一个放大，缩小来达到这个效果的。

说到这里，压制不住内心的想法，要进行一下扩展

glVertex3f(x,y,z) 与 glTranslatef( x, y, z );的差别，前者是在一个立体图形固定在某个位置后，以它为坐标原点，所构成的一个三维空间。

而后者是以我们所创建的整个屏幕为一个三个空间，屏幕的中文为三维空间的坐标原点。

这里又想到了glLoadIdentity(); 这个，假设还创建第二个立体图形时。不加这一个，第二个立体图形是随上一个在一个三维空间里面，加了之后，就如同分开了两个三维空间。各自做各自的。

发现扯远了一点，还是回到立体图形的放大和缩小问题上来。它就是直接通过控制，glTranslatef（x, y, z）的z 轴来进行放大缩小的

提得一提的是。这里的z轴。跟我们高中学习的z轴好像有点不要样。在高中，z轴向屏幕的深层方向应该是正方向，反之为反方向，而在opengl中。屏幕的深层方向为反方向。反之为正方向，对此我也表示，发明这些opengl的难道学数学时。在他们国家讲课的内容不一样？？

上下左右键，以及A键D争键控制x, y, z 轴旋转速度的快慢。

    glRotatef( m_x,  1.0,  0.0,  0.0 );

    glRotatef( m_y,  0.0,  1.0,  0.0 );

    glRotatef( m_z,  0.0,  0.0,  1.0 );

    m_x += m_xSpeed;

    m_y += m_ySpeed;

    m_z += m_zSpeed;

  case Qt::Key_Right:

    m_ySpeed += 1;

    updateGL();

    break;

  case Qt::Key_Left:

    m_ySpeed -= 1;

    updateGL();

    break;

  case Qt::Key_A:

    m_zSpeed += 1;

    updateGL();

    break;

  case Qt::Key_D:

    m_zSpeed -= 1;

    updateGL();

    break;

  case Qt::Key_Up:

    m_xSpeed -= 1;

    updateGL();

    break;

  case Qt::Key_Down:

    m_xSpeed += 1;

    updateGL();

    break;

这上面是当中相应相关联地方的代码。事实上理解并不难，关键是掌握上几节所讲的内容。

主要是通过调用以下这个函数来进行控制：

WINGDIAPI void APIENTRY glRotatef (GLfloat angle, GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z);

angle 表示旋转的角度， x, y, z 分别表示环绕着那个方向来旋转。

当我们的angle 逐渐变大时，它的速度就变得越来越快。

我们项目里面用的m_x , m_y, m_z ，它们都仅仅相应自己的轴。其他轴的值为零。这种优点，是让我们更清楚地看到朝的某一个正方向的运动轨迹。否则多个方向旋转就显得非常乱。

然后到了讲有些生疏的开关灯了

开灯关灯以及矢量的实现原理

首先须要讲的是灯光效果三个非常重要的元素：

环境光。漫射光，以及光源位置。

GLfloat lightAmbient[4] = { 0.5, 0.5, 0.5, 1.0 };

GLfloat lightDiffuse[4] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };

GLfloat lightPosition[4] = { 0.0, 0.0, 2.0, 1.0 };

它们都用一个浮点的数组保存四个值。而这些数组，最后给系统来识别，环境光，漫射光是光就是强度，前三个參数的值，值从0-1 表示由弱到强，三个參数表示RGB三色分量，最后一个是alpha通道參数

而光源位置前三个參数，表示三维空间的x,y, z轴。

最后一个表示指定的位置就是光源位置。这种解释感觉有点不靠谱，然而，我也不知道怎么说。

环境光，我们能够理解为我们的物体被四面八方的光源所包围。而漫射光理解为漫反射之内的吧，就是不是镜子的平面反射。

    glLightfv( GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, lightAmbient );

    glLightfv( GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, lightDiffuse );

    glLightfv( GL_LIGHT1, GL_POSITION, lightPosition );

    glEnable( GL_LIGHT1 );

  case Qt::Key_L:

    m_openLight = !m_openLight;

    if ( !m_openLight )

    {

      glDisable( GL_LIGHTING );

    }

    else

    {

      glEnable( GL_LIGHTING );

    }

    updateGL();

    break;

这里通过绑定

我们设置的值，并开启灯光的使用权限。

值得一提得是在贴图的过程中。我们实用到例如以下所看到的的接口。

glNormal3f( 0.0, 0.0, 1.0 );

这就是光源的矢量，表示光的照耀方面。

就是在x, y, z三个值中，当两个为0时。就是朝另外一个不为0的方面，正负。表示方向相反。

假设不加这个关灯后。就全暗了，加了之后就是确定光照在这个矢量方向上暗。

不知不觉写了之么多，可能里面有一些理解有误的地方，希望大家多多指正。