利用OpenGL设计一个迷宫游戏,基本功能包括:
- 迷宫至少包含10*10个Cell。
- 通过键盘控制人物在场景中的漫游。
- 支持碰撞检测,人物不会穿墙。
- 墙面、地面贴上纹理。
- 支持二维辅助地图。
首先进行程序的主体设计,程序应包括绘制模块、逻辑控制模块、回调函数模块等。绘制模块主要实现图形的绘制,包括三维迷宫绘制和二维小地图的绘制;逻辑控制模块主要实现墙壁位置的判定以及碰撞检测;回调函数模块主要实现利用键盘完成视角转换以及漫游场景等操作。
首先是是场景漫游:实现场景漫游有两种方式,一种是固定照相机的位置,对整个场景进行变换,例如当人物前进时,其实是通过将整个场景向后平移实现的,转向时,是通过反向旋转整个场景实现的;另一种方式是使照相机在场景中移动,通过gluLookAt()函数设定照相机的位置,可以任意指定照相机的位置和朝向。
下面一个Demo是通过移动视点在场景中移动从而实现漫游的:
首先定义一些变量:
static float angle = 0.0, ratio;//angle绕y轴的旋转角,ratio窗口高宽比 static float x = 0.0f, y = 1.75f, z = 5.0f;//相机位置 static float lx = 0.0f, ly = 0.0f, lz = -1.0f;//视线方向,初始设为沿着Z轴负方向 static GLint snowman_display_list;//雪人显示列表索引
关于gluLookAt()函数:
gluLookAt()函数提供了一个简单直观的方法来设置照相机的位置和方向。它有三组参数,每一组由三个浮点型数组成。前三个参数表明照相机的位置,第二组参数定义照相机观察的方向,后一组表明向上的向量,这个通常设为(0.0, 1.0, 0.0)。也就是说照相机并没有倾斜。如你想看到所有的物体都是倒置的则可以设置为(0.0, ‐1.0, 0.0)。
上面提到的变量x,y,z表示照相机的位置,对应第一组向量。第二组参数观察方向,是通过定义视线的向量和照相机的位置相加得到的:
//定义观察方式 void changeSize(int w, int h) { //除以0的情况 if (h == 0) h = 1; ratio = 1.0f*w / h; glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); //设置视口为整个窗口大小 glViewport(0, 0, w, h); //设置可视空间 gluPerspective(45, ratio, 1, 1000); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); gluLookAt(x, y, z, x + lx, y + ly, z + lz, 0.0f, 1.0f, 0.0f); }
下面定义显示列表,绘制雪人,初始化场景,渲染场景:
//定义显示列表,绘制雪人,初始化场景,渲染场景 void drawSnowMan() { glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f); //画身体 glTranslatef(0.0f, 0.75f, 0.0f); glutSolidSphere(0.75f, 20, 20); //画头 glTranslatef(0.0f,1.0f,0.0f); glutSolidSphere(0.25f,20,20); //画眼睛 glPushMatrix(); glColor3f(0.0f,0.0f,0.0f); glTranslatef(0.05f,0.10f,0.18f); glutSolidSphere(0.05f,10,10); glTranslatef(-0.1f,0.0f,0.0f); glutSolidSphere(0.05f,10,10); glPopMatrix(); //画鼻子 glColor3f(1.0f,0.5f,0.5f); glRotatef(0.0f,1.0f,0.0f,0.0f); glutSolidCone(0.08f,0.5f,10,2); } GLuint createDL() { GLuint snowManDL; //生成一个显示列表号 snowManDL = glGenLists(1); //开始显示列表 glNewList(snowManDL, GL_COMPILE); drawSnowMan(); glEndList(); return (snowManDL); } void initScenne() { glEnable(GL_DEPTH_TEST); snowman_display_list = createDL(); } void renderScene(void) { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); //画地面 glBegin(GL_QUADS); glVertex3f(-100.0f, 0.0f, -100.0f); glVertex3f(-100.0f, 0.0f, 100.0f); glVertex3f(100.0f, 0.0f, 100.0f); glVertex3f(100.0f, 0.0f, -100.0f); glEnd(); //画36个雪人 for (int i= -3; i< 3; i++) for (int j = -3; j< 3; j++) { glPushMatrix(); glTranslatef(i*10.0, 0, j*10.0); glCallList(snowman_display_list); glPopMatrix(); } glutSwapBuffers(); }
设置键盘回调函数。使用左右方向键旋转相机,即改变视线。上下方向键使照相机沿视线前后移动:
//键盘响应 //左右键旋转相机,上下键移动相机 void inputKey(int key, int x, int y) { switch (key) { case GLUT_KEY_LEFT: angle -= 0.01f; orientMe(angle); break; case GLUT_KEY_RIGHT: angle += 0.01f; orientMe(angle); break; case GLUT_KEY_UP: moveMeFlat(1); break; case GLUT_KEY_DOWN: moveMeFlat(-1); break; default: break; } }
按下左右方向键时angle变量改变,并且orientMe被调用。这个函数会旋转照相机,改变视线的方向:
//旋转相机 void orientMe(float ang) { lx = sin(ang); lz = -cos(ang); glLoadIdentity(); gluLookAt(x, y, z, x + lx, y + ly, z + lz, 0.0f, 1.0f, 0.0f); }
函数moveMeFlat使照相机沿着视线方向前后移动:
//移动相机 void moveMeFlat(int direction) { x = x + direction*(lx)*0.1; z = z + direction*(lz)*0.1; glLoadIdentity(); gluLookAt(x, y, z, x + lx, y + ly, z + lz, 0.0f, 1.0f, 0.0f); }
最后补全Main函数:
int main(int argc,char **argv) { glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode(GLUT_DEPTH | GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA); glutInitWindowPosition(100, 100); glutInitWindowSize(640, 360); glutCreateWindow("snowman test"); initScenne(); glutSpecialFunc(inputKey); glutDisplayFunc(renderScene); glutIdleFunc(renderScene); glutReshapeFunc(changeSize); glutMainLoop(); return 0; }
至此,一个简单的Demo完成,可以通过上下左右方向键控制照相机在场景中漫游。