Qt使用OpenGL实现绘制3D图形
作者：电气徐小江
OpenGL是一个跨平台的、用来渲染3D图形的标准API,Qt对OpenGL提供了强大的支持,所以本文就来和大家介绍一下Qt如何使用OpenGL实现绘制3D图形吧
前言
OpenGL是一个跨平台的、用来渲染3D图形的标准API,Qt对OpenGL提供了强大的支持。Qt4时代的QtOpenGL模块在Qt5中已经不再建议使用，OpenGL相关的类被移到了QtGUI模块。QtWidgets模块中的QOpenGLWidget类提供了一个可以渲染OpenGL图形的部件，通过该部件可以轻松地将OpenGL图形整合到Qt应用程序中。
项目效果
一、Qt下使用OpenGL绘制图形介绍
QOpenGLWidget类是一个用来渲染OpenGL图形的部件,它提供了在Qt应用程序中显示 OpenGL图形的功能。这个类使用起来很简单,只需要继承该类，然后像使用其他QWidget 部件一样来使用它即可。QGLWidget 提供了3个方便的虚函数，可以在子类中重新实现它们来执行典型的 OpenGL任务:
- initializeGL()：设置 OpenGL资源和状态，该函数只在第一次调用resizeGL()或paintGL()前被调用一次;
- resizeGL()：设置OpenGL的视口投影等，每次部件改变大小时都会调用该函数;
- paintGL()：渲染OpenGL 场景，每当部件需要更新时都会调用该函数。
这里介绍下Qt下一些类的使用和OpenGL中重要的概念或名称，
QOpenGLShader：用来创建和编译着色器。着色器是使用 OpenGL着色语言(OpenGL Shading Language,GLSL)编写的一个小型函数。绘图时需要至少指定两个着色器;顶点着色器(vertexshader)和片段着色器(fragmentshader,也称为片元着色器）
QOpenGLShaderProgram：用来创建并设置着色器程序,可以链接多个着色器，并在OpenGL当前环境(current context，也称为当前上下文)中绑定着色器程序
QAbstractOpenGLFunctions：是一个类族的基类，类族中的类涉及了所有 OpenGL 版本,并为相应版本 OpenGL 的所有函数提供了访问接口
QOpenGLBuffer：用来创建并管理OpenGL缓存对象
QOpenGLTexture：封装了一个OpenGL纹理对象,可以使用该类来设置纹理
二、示例完整代码
1.MyOpenGL.pro
QT += widgets
HEADERS += \
myopenglwidget.h
SOURCES += \
main.cpp \
myopenglwidget.cpp
2.myopenglwidget.h
#ifndef MYOPENGLWIDGET_H
#define MYOPENGLWIDGET_H
#include <QOpenGLWidget>
#include <QOpenGLFunctions>
#include <QOpenGLBuffer>
#include <QOpenGLTexture>
#include <QOpenGLShaderProgram>
#include <QKeyEvent>
class QOpenGLTexture;
class QOpenGLShaderProgram;
class MyOpenGLWidget : public QOpenGLWidget, protected QOpenGLFunctions
{
Q_OBJECT
public:
explicit MyOpenGLWidget(QWidget *parent = 0);
protected:
void initializeGL();
void paintGL();
void resizeGL(int width,int height);
void keyPressEvent(QKeyEvent *event);
private:
QOpenGLShaderProgram *program;
QOpenGLBuffer vbo;
QOpenGLTexture *textures[2];
GLfloat translate,xRot,yRot,zRot;
};
#endif // MYOPENGLWIDGET_H
3.myopenglwidget.cpp
#include "myopenglwidget.h"
MyOpenGLWidget::MyOpenGLWidget(QWidget *parent)
: QOpenGLWidget(parent)
{
//初始化变量
translate = -6.0;
xRot = zRot = 0.0;
yRot = -30.0;
}
void MyOpenGLWidget::initializeGL()
{
//初始化纹理变量
for(int i=0;i<2;i++)
{
textures[i] = new QOpenGLTexture(QImage(QString("../MyOpenGL/side%1.jpg").arg(i+1)).mirrored());
}
//为当前环境初始化OpenGL环境
initializeOpenGLFunctions();
//开启深度测试
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
//下列着色器使用书中代码运行报错,进行了修正
//创建顶点着色器
QOpenGLShader *vshader = new QOpenGLShader(QOpenGLShader::Vertex,this);
const char *vsrc = "#version 330\n"
"in vec4 vPosition;\n"
"in vec2 vTexCoord;\n"
"out vec2 texCoord;\n"
"uniform mat4 matrix;\n"
"void main()\n"
"{\n"
" texCoord = vTexCoord;\n"
" gl_Position = matrix * vPosition;\n"
"}\n";
vshader->compileSourceCode(vsrc);
//创建片段着色器
QOpenGLShader *fshader = new QOpenGLShader(QOpenGLShader::Fragment,this);
const char *fsrc = "#version 330\n"
"uniform sampler2D tex;\n"
"in vec2 texCoord;\n"
"out vec4 fColor;\n"
"void main()\n"
"{\n"
" fColor = texture(tex,texCoord);\n"
"}\n";
fshader->compileSourceCode(fsrc);
//创建着色器程序
program = new QOpenGLShaderProgram;
program->addShader(vshader);
program->addShader(fshader);
program->link();
program->bind();
}
void MyOpenGLWidget::paintGL()
{
//设置视口为正方形
int w = width();
int h = height();
int side = qMin(w,h);
glViewport((w-side)/2,(h-side)/2,side,side);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
//顶点位置
GLfloat vertices[2][4][3] =
{
{{-0.8f,0.8f,0.8f},{-0.8f,-0.8f,0.8f},{0.8f,-0.8f,0.8f},{0.8f,0.8f,0.8f}},
{{0.8f,0.8f,0.8f},{0.8f,-0.8f,0.8f},{0.8f,-0.8f,-0.8f},{0.8f,0.8f,-0.8f}}
};
//添加缓存
vbo.create();
vbo.bind();
vbo.allocate(vertices,48*sizeof(GLfloat));
GLuint vPosition = program->attributeLocation("vPosition");
//glVertexAttribPointer(vPosition,2,GL_FLOAT,GL_FALSE,0,vertices);
program->setAttributeBuffer(vPosition,GL_FLOAT,0,3,0);
glEnableVertexAttribArray(vPosition);
//顶点着色
GLfloat coords[2][4][2] =
{
{{0.0f,1.0f},{0.0f,0.0f},{1.0f,0.0f},{1.0f,1.0f}},
{{0.0f,1.0f},{0.0f,0.0f},{1.0f,0.0f},{1.0f,1.0f}}
};
vbo.write(24*sizeof(GLfloat),coords,16*sizeof(GLfloat));
GLuint vTexCoord = program->attributeLocation("vTexCoord");
program->setAttributeBuffer(vTexCoord,GL_FLOAT,24*sizeof(GLfloat),2,0);
glEnableVertexAttribArray(vTexCoord);
program->setUniformValue("tex",0);
//顶点变换
QMatrix4x4 matrix;
matrix.perspective(45.0f,(GLfloat)w/(GLfloat)h,0.1f,100.0f);
matrix.translate(0,0,translate);
matrix.rotate(xRot,1.0,0.0,0.0);
matrix.rotate(yRot,0.0,1.0,0.0);
matrix.rotate(zRot,0.0,0.0,1.0);
program->setUniformValue("matrix",matrix);
//绘制函数
for(int i=0;i<2;i++)
{
textures[i]->bind();
glDrawArrays(GL_TRIANGLE_FAN,i*4,4);
}
}
void MyOpenGLWidget::resizeGL(int,int)
{
}
//按键事件
void MyOpenGLWidget::keyPressEvent(QKeyEvent *event)
{
switch(event->key())
{
case Qt::Key_Up:
xRot -= 10;
break;
case Qt::Key_Down:
xRot += 10;
break;
case Qt::Key_Left:
yRot -= 10;
break;
case Qt::Key_Right:
yRot += 10;
break;
case Qt::Key_PageUp:
zRot -= 10;
break;
case Qt::Key_PageDown:
zRot += 10;
break;
case Qt::Key_Space:
translate += 1;
break;
case Qt::Key_Alt:
translate -= 1;
break;
default:
break;
}
update();
QOpenGLWidget::keyPressEvent(event);
}
4.main.cpp
#include <QApplication>
#include "myopenglwidget.h"
int main(int argc,char *argv[])
{
QApplication app(argc,argv);
MyOpenGLWidget w;
w.resize(400,300);
w.show();
return app.exec();
}
到此这篇关于Qt使用OpenGL实现绘制3D图形的文章就介绍到这了,更多相关Qt OpenGL绘制3D图形内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！