如何使用 OpenGL 创建一个或多个球体？

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【中文标题】如何使用 OpenGL 创建一个或多个球体？【英文标题】：How to create one or more spheres using OpenGL? 【发布时间】：2015-05-15 14:03:57 【问题描述】：

我们必须创造一个球类游戏。然而，在将我们的代码实现到图形中之前，我们得到了 3 种图形的 3 个代码。一个立方体的代码，一个不移动的随机球体的代码，一个移动的立方体的代码，如果我没记错的话（也许我是）。

立方体的第一个代码如下：

#include "vue_opengl.h"
#include "vertex_shader.h" 
#include "contenu.h"

// ======================================================================
void VueOpenGL::dessine(Contenu const& a_dessiner)

  Q_UNUSED(a_dessiner); 

  draw first cube (at origin)
  dessineCube();

  QMatrix4x4 matrice;
  // Dessine le 2e cube
  matrice.translate(0.0, 1.5, 0.0);
  matrice.scale(0.25);
  dessineCube(matrice);

  // Dessine le 3e cube
  matrice.setToIdentity();
  matrice.translate(0.0, 0.0, 1.5);
  matrice.scale(0.25);
  matrice.rotate(45.0, 0.0, 1.0, 0.0);
  dessineCube(matrice);


// ======================================================================
void VueOpenGL::init()




  prog.addShaderFromSourceFile(QGLShader::Vertex,   ":/vertex_shader.glsl");
  prog.addShaderFromSourceFile(QGLShader::Fragment, ":/fragment_shader.glsl");


  prog.bindAttributeLocation("sommet",  SommetId);
  prog.bindAttributeLocation("couleur", CouleurId);

  // Compilation of the shader openGL
  prog.link();

  // Activation of the shader
  prog.bind();


  glEnable(GL_DEPTH_TEST);
  glEnable(GL_CULL_FACE);

  initializePosition();


// ======================================================================
void VueOpenGL::initializePosition()

  // position initiale
  matrice_vue.setToIdentity();
  matrice_vue.translate(0.0, 0.0, -4.0);
  matrice_vue.rotate(60.0, 0.0, 1.0, 0.0);
  matrice_vue.rotate(45.0, 0.0, 0.0, 1.0);


// ======================================================================
void VueOpenGL::translate(double x, double y, double z)


  QMatrix4x4 translation_supplementaire;
  translation_supplementaire.translate(x, y, z);
  matrice_vue = translation_supplementaire * matrice_vue;


// ======================================================================
void VueOpenGL::rotate(double angle, double dir_x, double dir_y, double dir_z)
// Multiplie la matrice de vue par LA GAUCHE
  QMatrix4x4 rotation_supplementaire;
  rotation_supplementaire.rotate(angle, dir_x, dir_y, dir_z);
  matrice_vue = rotation_supplementaire * matrice_vue;


// ======================================================================
void VueOpenGL::dessineCube (QMatrix4x4 const& point_de_vue)

  prog.setUniformValue("vue_modele", matrice_vue * point_de_vue);

  glBegin(GL_QUADS);
  // side X = +1
  prog.setAttributeValue(CouleurId, 1.0, 0.0, 0.0); // red
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, -1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, +1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, +1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, -1.0, +1.0);

  // sides X = -1
  prog.setAttributeValue(CouleurId, 0.0, 1.0, 0.0); // green
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, -1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, -1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, +1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, +1.0, -1.0);

  // side Y = +1
  prog.setAttributeValue(CouleurId, 0.0, 0.0, 1.0); // blue
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, +1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, +1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, +1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, +1.0, -1.0);

  //side Y = -1
  prog.setAttributeValue(CouleurId, 0.0, 1.0, 1.0); // cyan
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, -1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, -1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, -1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, -1.0, +1.0);

  // side Z = +1
  prog.setAttributeValue(CouleurId, 1.0, 1.0, 0.0); // yellow
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, -1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, -1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, +1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, +1.0, +1.0);

  // side Z = -1
  prog.setAttributeValue(CouleurId, 1.0, 0.0, 1.0); // magenta
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, -1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, +1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, +1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, -1.0, -1.0);

  glEnd();

现在他们给了我们一个球体的代码：

#include "vue_opengl.h"
#include "vertex_shader.h" 
#include "contenu.h"

// ======================================================================
void VueOpenGL::dessine(Contenu const& a_dessiner)

  Q_UNUSED(a_dessiner); // 

  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

  QMatrix4x4 matrice;



  matrice.translate(-0.5, 0.0, -2.0);
  glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE); // passe en mode "fil de fer"
  dessineSphere(matrice, 0.0, 0.0); // bleu
  matrice.scale(1.5); // taille des axes (1.5 pour qu'ils dépassent un peu)

  glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL); // repasse en mode "plein"




// ======================================================================
void VueOpenGL::init()



  prog.addShaderFromSourceFile(QGLShader::Vertex,   ":/vertex_shader.glsl");
  prog.addShaderFromSourceFile(QGLShader::Fragment, ":/fragment_shader.glsl");


  prog.bindAttributeLocation("sommet",  SommetId);
  prog.bindAttributeLocation("couleur", CouleurId);


  prog.link();

  // Activation du shader
  prog.bind();

  glEnable(GL_DEPTH_TEST);
  glEnable(GL_CULL_FACE);

  sphere.initialize();                                      // initialise la sphère
  initializePosition();


// ======================================================================
void VueOpenGL::initializePosition()

  // position initial
  matrice_vue.setToIdentity();
  matrice_vue.translate(0.0, 0.0, -4.0);
  matrice_vue.rotate(60.0, 0.0, 1.0, 0.0);
  matrice_vue.rotate(45.0, 0.0, 0.0, 1.0);


// ======================================================================
void VueOpenGL::translate(double x, double y, double z)


  QMatrix4x4 translation_supplementaire;
  translation_supplementaire.translate(x, y, z);
  matrice_vue = translation_supplementaire * matrice_vue;


// ======================================================================
void VueOpenGL::rotate(double angle, double dir_x, double dir_y, double dir_z)

  // 
  QMatrix4x4 rotation_supplementaire;
  rotation_supplementaire.rotate(angle, dir_x, dir_y, dir_z);
  matrice_vue = rotation_supplementaire * matrice_vue;


// ======================================================================
void VueOpenGL::dessineCube (QMatrix4x4 const& point_de_vue)

  prog.setUniformValue("vue_modele", matrice_vue * point_de_vue);

  glBegin(GL_QUADS);
  // side X = +1
  prog.setAttributeValue(CouleurId, 1.0, 0.0, 0.0); // rouge
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, -1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, +1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, +1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, -1.0, +1.0);

  // side X = -1
  prog.setAttributeValue(CouleurId, 0.0, 1.0, 0.0); // vert
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, -1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, -1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, +1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, +1.0, -1.0);

  // face coté Y = +1
  prog.setAttributeValue(CouleurId, 0.0, 0.0, 1.0); // bleu
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, +1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, +1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, +1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, +1.0, -1.0);

  // side Y = -1
  prog.setAttributeValue(CouleurId, 0.0, 1.0, 1.0); // cyan
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, -1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, -1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, -1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, -1.0, +1.0);

  // side Z = +1
  prog.setAttributeValue(CouleurId, 1.0, 1.0, 0.0); // jaune
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, -1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, -1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, +1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, +1.0, +1.0);

  //side Z = -1
  prog.setAttributeValue(CouleurId, 1.0, 0.0, 1.0); // magenta
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, -1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, +1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, +1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, -1.0, -1.0);

  glEnd();


// ======================================================================
void VueOpenGL::dessineSphere (QMatrix4x4 const& point_de_vue,
                               double rouge, double vert, double bleu)

  prog.setUniformValue("vue_modele", matrice_vue * point_de_vue);
  prog.setAttributeValue(CouleurId, rouge, vert, bleu);  // met la couleur
  sphere.draw(prog, SommetId);                           // dessine la sphère


// ======================================================================
void VueOpenGL::dessineAxes (QMatrix4x4 const& point_de_vue, bool en_couleur)

  prog.setUniformValue("vue_modele", matrice_vue * point_de_vue);

  glBegin(GL_LINES);

  // axe X
  if (en_couleur) 
    prog.setAttributeValue(CouleurId, 1.0, 0.0, 0.0); // rouge
   else 
    prog.setAttributeValue(CouleurId, 1.0, 1.0, 1.0); // blanc
      
  prog.setAttributeValue(SommetId, 0.0, 0.0, 0.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, 1.0, 0.0, 0.0);

  // axe Y
  if (en_couleur) prog.setAttributeValue(CouleurId, 0.0, 1.0, 0.0); // green
  prog.setAttributeValue(SommetId, 0.0, 0.0, 0.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, 0.0, 1.0, 0.0);

  // axe Z
  if (en_couleur) prog.setAttributeValue(CouleurId, 0.0, 0.0, 1.0); // blue
  prog.setAttributeValue(SommetId, 0.0, 0.0, 0.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, 0.0, 0.0, 1.0);

  glEnd();

最后的代码：移动立方体：-我假设我们必须将球体放在这段代码中以便它移动：

#include "vue_opengl.h"
#include "vertex_shader.h" // Identifiants Qt de nos différents attributs
#include "contenu.h"

// ======================================================================
void VueOpenGL::dessine(Contenu const& a_dessiner)

   // Dessine le 1er cube (à l'origine)
  dessineCube();

  QMatrix4x4 matrice;


  // Dessine le 4e cube
  matrice.setToIdentity();
  matrice.rotate(a_dessiner.infos(), 1.0, 0.0, 0.0);
  matrice.translate(0.0, 2.3, 0.0);
  matrice.scale(0.2);
  dessineCube(matrice);


// ======================================================================
void VueOpenGL::init()



  prog.addShaderFromSourceFile(QGLShader::Vertex,   ":/vertex_shader.glsl");
  prog.addShaderFromSourceFile(QGLShader::Fragment, ":/fragment_shader.glsl");



  prog.bindAttributeLocation("sommet",  SommetId);
  prog.bindAttributeLocation("couleur", CouleurId);

  // Compilation du shader OpenGL
  prog.link();

  // Activation du shader
  prog.bind();


  glEnable(GL_DEPTH_TEST);
  glEnable(GL_CULL_FACE);

  initializePosition();


// ======================================================================
void VueOpenGL::initializePosition()

  // position initiale
  matrice_vue.setToIdentity();
  matrice_vue.translate(0.0, 0.0, -4.0);
  matrice_vue.rotate(60.0, 0.0, 1.0, 0.0);
  matrice_vue.rotate(45.0, 0.0, 0.0, 1.0);


// ======================================================================
void VueOpenGL::translate(double x, double y, double z)


  QMatrix4x4 translation_supplementaire;
  translation_supplementaire.translate(x, y, z);
  matrice_vue = translation_supplementaire * matrice_vue;


// ======================================================================
void VueOpenGL::rotate(double angle, double dir_x, double dir_y, double dir_z)


  QMatrix4x4 rotation_supplementaire;
  rotation_supplementaire.rotate(angle, dir_x, dir_y, dir_z);
  matrice_vue = rotation_supplementaire * matrice_vue;


// ======================================================================
void VueOpenGL::dessineCube (QMatrix4x4 const& point_de_vue)

  prog.setUniformValue("vue_modele", matrice_vue * point_de_vue);

  glBegin(GL_QUADS);
  // face coté X = +1
  prog.setAttributeValue(CouleurId, 1.0, 0.0, 0.0); // rouge
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, -1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, +1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, +1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, -1.0, +1.0);

  // face coté X = -1
  prog.setAttributeValue(CouleurId, 0.0, 1.0, 0.0); // vert
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, -1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, -1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, +1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, +1.0, -1.0);

  // face coté Y = +1
  prog.setAttributeValue(CouleurId, 0.0, 0.0, 1.0); // bleu
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, +1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, +1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, +1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, +1.0, -1.0);

  // face coté Y = -1
  prog.setAttributeValue(CouleurId, 0.0, 1.0, 1.0); // cyan
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, -1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, -1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, -1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, -1.0, +1.0);

  // face coté Z = +1
  prog.setAttributeValue(CouleurId, 1.0, 1.0, 0.0); // jaune
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, -1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, -1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, +1.0, +1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, +1.0, +1.0);

  // face coté Z = -1
  prog.setAttributeValue(CouleurId, 1.0, 0.0, 1.0); // magenta
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, -1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, -1.0, +1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, +1.0, -1.0);
  prog.setAttributeValue(SommetId, +1.0, -1.0, -1.0);

  glEnd();

我如何实现所有这 3 个代码来显示一个正在移动并且是一种纯色的球体？

【问题讨论】：

抱歉，部分代码是法语，但 dessine 的意思是绘图 我在这里的回答解释了绘制球体的一些选项：***.com/questions/24137198/opengl-es-2-0-sphere。 【参考方案1】：

你可以使用 GLU 库吗？ GLU 有一个 Sphere 的原始类型。这里是documentation

使用示例：

二次初始化：

quadratic = gluNewQuadric();
gluQuadricNormals(quadratic, GLU_SMOOTH);

绘制函数：

glPushMatrix();
glTranslatef("TranslateX here","TranslateY here","TranslateZ here");
gluSphere(quadratic,"Sphere Radius here", 32, 32);
glPopMatrix();

【讨论】：

以上是关于如何使用 OpenGL 创建一个或多个球体？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

openGL如何在改变窗口大小时，使自己的图形不被拉伸

OpenGL/C++ 3D 球体

在 OpenGL 中移动 3d 形状

如何在 3D 对象（如球体）上绘制文本

如何在OpenGL中映射球体表面上的点击点？

如何在 OpenGL 中创建 3D 太阳系中的星空背景？