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用C++编程实现绘制三角形
2023-07-05 09:34:46 深夜i     --     --
C++ 编程 绘制 三角形

在计算机图形学中，绘制基本图形是必不可少的操作。其中，绘制三角形是最基本的操作之一。本文将介绍如何用C++编程实现绘制三角形的方法。

首先，我们需要选择一种图形库来实现绘制三角形的功能。这里我们选择使用OpenGL图形库。OpenGL是一种跨平台的图形库，可以在多种操作系统上运行，并提供了一系列的绘图功能。

接下来，我们需要设置一些OpenGL的参数。首先要创建一个窗口，并设置其窗口大小和标题。代码如下：



#include <GL/glew.h>


#include <GLFW/glfw3.h>


int main() {


  GLFWwindow* window;


  // 初始化GLFW库


  if (!glfwInit())


    return -1;


  


  // 创建一个窗口


  window = glfwCreateWindow(640, 480, "My Window", NULL, NULL);


  if (!window) {


    glfwTerminate();


    return -1;


  }


  // 设置窗口为当前上下文


  glfwMakeContextCurrent(window);


  // 初始化GLEW库


  if (glewInit() != GLEW_OK) {


    glfwTerminate();


    return -1;


  }


  // 渲染循环


  while (!glfwWindowShouldClose(window)) {


    // 渲染代码


    glfwSwapBuffers(window);


    glfwPollEvents();


  }


  glfwTerminate();


  return 0;


}

然后，我们需要设置OpenGL的视口。视口指的是OpenGL的绘制区域，一般设置为整个窗口大小。代码如下：



// 设置视口


glViewport(0, 0, 640, 480);

接下来，我们需要定义三角形的顶点。三角形有三个顶点，每个顶点有三个坐标（x、y、z），所以我们用一个三维数组来表示三角形的顶点。代码如下：



// 定义三角形顶点


float vertices[] = 0.0f


;

接下来，我们需要定义一个顶点着色器。顶点着色器是OpenGL中的一种Shader，用于处理顶点的颜色等属性。代码如下：



// 定义顶点着色器代码


const char* vertexShaderSource = "#version 330 core\n"


  "layout (location = 0) in vec3 aPos;\n"


  "void main()\n"


  "{\n"


  "  gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);\n"


  "}\0";

需要注意的是，顶点着色器代码需要按照OpenGL的版本进行编写。本文中使用的版本是3.3。

然后，我们需要编译和链接顶点着色器。代码如下：



// 编译和链接顶点着色器


unsigned int vertexShader;


vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);


glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, NULL);


glCompileShader(vertexShader);


int success;


char infoLog[512];


glGetShaderiv(vertexShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);


if (!success) {


  glGetShaderInfoLog(vertexShader, 512, NULL, infoLog);


  std::cout << "ERROR::SHADER::VERTEX::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;


}

接下来，我们需要定义一个片元着色器。片元着色器也是一种Shader，用于对片元进行着色。代码如下：



// 定义片元着色器代码


const char* fragmentShaderSource = "#version 330 core\n"


  "out vec4 FragColor;\n"


  "void main()\n"


  "{\n"


  "  FragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);\n"


  "}\0";

片元着色器代码类似于顶点着色器代码，需要按照OpenGL的版本进行编写。

然后，我们也需要编译和链接片元着色器。代码如下：



// 编译和链接片元着色器


unsigned int fragmentShader;


fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);


glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);


glCompileShader(fragmentShader);


glGetShaderiv(fragmentShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);


if (!success) {


  glGetShaderInfoLog(fragmentShader, 512, NULL, infoLog);


  std::cout << "ERROR::SHADER::FRAGMENT::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;


}


// 创建shader program


unsigned int shaderProgram;


shaderProgram = glCreateProgram();


glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);


glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);


glLinkProgram(shaderProgram);


glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success);


if (!success) {


  glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, NULL, infoLog);


  std::cout << "ERROR::SHADER::PROGRAM::LINKING_FAILED\n" << infoLog << std::endl;


}


glUseProgram(shaderProgram);

最后，我们需要定义一个顶点数组对象（Vertex Array Object），用于存储顶点数据，并绘制三角形。代码如下：



// 定义顶点数组对象


unsigned int VAO, VBO;


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, 3 * sizeof(float), (void*)0);


glEnableVertexAttribArray(0);


glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);


glBindVertexArray(0);


// 渲染循环


while (!glfwWindowShouldClose(window)) {


  // 渲染代码


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


  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);


  glUseProgram(shaderProgram);


  glBindVertexArray(VAO);


  glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);


  glfwSwapBuffers(window);


  glfwPollEvents();


}

在最后的渲染循环中，我们将定义好的顶点数组对象绑定到OpenGL上下文中，并调用glDrawArrays函数来绘制三角形。

到此，我们已经完成了使用C++编程实现绘制三角形的操作。需要注意的是，由于OpenGL是一种底层的图形库，因此对于初学者来说是比较困难的。但是，熟悉OpenGL可以让我们从底层了解计算机图形学的一些基本原理，对于深入学习计算机图形学非常有帮助。

  
  

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