【Qt OpenGL教程】07：光照和键盘控制

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：

#ifndef MYGLWIDGET_H#define MYGLWIDGET_H#include <QWidget>#include <QGLWidget>class MyGLWidget : public QGLWidget{    Q_OBJECTpublic:    explicit MyGLWidget(QWidget *parent = 0);    ~MyGLWidget();protected:    //对3个纯虚函数的重定义    void initializeGL();    void resizeGL(int w, int h);    void paintGL();    void keyPressEvent(QKeyEvent *event);           //处理键盘按下事件private:    bool fullscreen;                                //是否全屏显示    QString m_FileName;                             //图片的路径及文件名    GLuint m_Texture;                               //储存一个纹理        bool m_Light;                                   //光源的开/关        GLfloat m_xRot;                                 //x旋转角度    GLfloat m_yRot;                                 //y旋转角度    GLfloat m_xSpeed;                               //x旋转速度    GLfloat m_ySpeed;                               //y旋转速度    GLfloat m_Deep;                                 //深入屏幕的距离};#endif // MYGLWIDGET_H

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：

MyGLWidget::MyGLWidget(QWidget *parent) :    QGLWidget(parent){    fullscreen = false;    m_FileName = "D:/QtOpenGL/QtImage/Crate.bmp";        //应根据实际存放图片的路径进行修改    m_Light = false;        m_xRot = 0.0f;    m_yRot = 0.0f;    m_xSpeed = 0.0f;    m_ySpeed = 0.0f;    m_Deep = -5.0f;        QTimer *timer = new QTimer(this);                   //创建一个定时器    //将定时器的计时信号与updateGL()绑定    connect(timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(updateGL()));    timer->start(10);                                   //以10ms为一个计时周期}

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：

void MyGLWidget::initializeGL()                         //此处开始对OpenGL进行所以设置{    m_Texture = bindTexture(QPixmap(m_FileName));       //载入位图并转换成纹理    glEnable(GL_TEXTURE_2D);                            //启用纹理映射    glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);               //黑色背景    glShadeModel(GL_SMOOTH);                            //启用阴影平滑    glClearDepth(1.0);                                  //设置深度缓存    glEnable(GL_DEPTH_TEST);                            //启用深度测试    glDepthFunc(GL_LEQUAL);                             //所作深度测试的类型    glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);  //告诉系统对透视进行修正    GLfloat LightAmbient[] = {0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f};  //环境光参数    GLfloat LightDiffuse[] = {1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};  //漫散光参数    GLfloat LightPosition[] = {0.0f, 0.0f, 2.0f, 1.0f}; //光源位置    glLightfv(GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, LightAmbient);     //设置环境光    glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, LightDiffuse);     //设置漫射光    glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, LightPosition);   //设置光源位置    glEnable(GL_LIGHT1);                                //启动一号光源}

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：

void MyGLWidget::paintGL()                              //从这里开始进行所以的绘制{    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); //清除屏幕和深度缓存    glLoadIdentity();                                   //重置模型观察矩阵    glTranslatef(0.0f, 0.0f, m_Deep);                   //移入屏幕    glRotatef(m_xRot, 1.0f, 0.0f, 0.0f);                //绕x轴旋转    glRotatef(m_yRot, 0.0f, 1.0f, 0.0f);                //绕y轴旋转    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_Texture);            //选择纹理    glBegin(GL_QUADS);                                  //开始绘制立方体        glNormal3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);        glTexCoord2f(1.0f, 1.0f);        glVertex3f(1.0f, 1.0f, -1.0f);                  //右上(顶面)        glTexCoord2f(0.0f, 1.0f);        glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f);                 //左上(顶面)        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f);        glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f);                  //左下(顶面)        glTexCoord2f(1.0f, 0.0f);        glVertex3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);                   //右下(顶面)        glNormal3f(0.0f, -1.0f, 0.0f);        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f);        glVertex3f(1.0f, -1.0f, 1.0f);                  //右上(底面)        glTexCoord2f(1.0f, 0.0f);        glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f);                 //左上(底面)        glTexCoord2f(1.0f, 1.0f);        glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);                //左下(底面)        glTexCoord2f(0.0f, 1.0f);        glVertex3f(1.0f, -1.0f, -1.0f);                 //右下(底面)        glNormal3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);        glTexCoord2f(1.0f, 1.0f);        glVertex3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);                   //右上(前面)        glTexCoord2f(0.0f, 1.0f);        glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f);                  //左上(前面)        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f);        glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f);                 //左下(前面)        glTexCoord2f(1.0f, 0.0f);        glVertex3f(1.0f, -1.0f, 1.0f);                  //右下(前面)        glNormal3f(0.0f, 0.0f, -1.0f);        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f);        glVertex3f(1.0f, -1.0f, -1.0f);                 //右上(后面)        glTexCoord2f(1.0f, 0.0f);        glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);                //左上(后面)        glTexCoord2f(1.0f, 1.0f);        glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f);                 //左下(后面)        glTexCoord2f(0.0f, 1.0f);        glVertex3f(1.0f, 1.0f, -1.0f);                  //右下(后面)        glNormal3f(-1.0f, 0.0f, 0.0f);        glTexCoord2f(1.0f, 1.0f);        glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f);                  //右上(左面)        glTexCoord2f(0.0f, 1.0f);        glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f);                 //左上(左面)        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f);        glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);                //左下(左面)        glTexCoord2f(1.0f, 0.0f);        glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f);                 //右下(左面)        glNormal3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);        glTexCoord2f(1.0f, 1.0f);        glVertex3f(1.0f, 1.0f, -1.0f);                  //右上(右面)        glTexCoord2f(0.0f, 1.0f);        glVertex3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);                   //左上(右面)        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f);        glVertex3f(1.0f, -1.0f, 1.0f);                  //左下(右面)        glTexCoord2f(1.0f, 0.0f);        glVertex3f(1.0f, -1.0f, -1.0f);                 //右下(右面)    glEnd();                                            //立方体绘制结束    m_xRot += m_xSpeed;                                 //x轴旋转    m_yRot += m_ySpeed;                                 //y轴旋转}

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）：

void MyGLWidget::keyPressEvent(QKeyEvent *event){    switch (event->key())    {    case Qt::Key_F1:                                    //F1为全屏和普通屏的切换键        fullscreen = !fullscreen;        if (fullscreen)        {            showFullScreen();        }        else        {            showNormal();        }        break;    case Qt::Key_Escape:                                //ESC为退出键        close();        break;    case Qt::Key_L:                                     //L为开启关闭光源的切换键        m_Light = !m_Light;        if (m_Light)        {            glEnable(GL_LIGHTING);                      //开启光源        }        else        {            glDisable(GL_LIGHTING);                     //关闭光源        }        break;    case Qt::Key_PageUp:                                //PageUp按下使木箱移向屏幕内部        m_Deep -= 0.1f;        break;    case Qt::Key_PageDown:                              //PageDown按下使木箱移向观察者        m_Deep += 0.1f;        break;    case Qt::Key_Up:                                    //Up按下减少m_xSpeed        m_xSpeed -= 0.1f;        break;    case Qt::Key_Down:                                  //Down按下增加m_xSpeed        m_xSpeed += 0.1f;        break;    case Qt::Key_Right:                                 //Right按下减少m_ySpeed        m_ySpeed -= 0.1f;        break;    case Qt::Key_Left:                                  //Left按下增加m_ySpeed        m_ySpeed += 0.1f;        break;    }}

现在就可以运行程序查看效果了！

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