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Qt使用OpenGL實現(xiàn)繪制3D圖形

更新時間：2023年10月23日 09:08:20 作者：電氣徐小江

OpenGL是一個跨平臺的、用來渲染3D圖形的標準API,Qt對OpenGL提供了強大的支持,所以本文就來和大家介紹一下Qt如何使用OpenGL實現(xiàn)繪制3D圖形吧

前言

OpenGL是一個跨平臺的、用來渲染3D圖形的標準API,Qt對OpenGL提供了強大的支持。Qt4時代的QtOpenGL模塊在Qt5中已經(jīng)不再建議使用，OpenGL相關(guān)的類被移到了QtGUI模塊。QtWidgets模塊中的QOpenGLWidget類提供了一個可以渲染OpenGL圖形的部件，通過該部件可以輕松地將OpenGL圖形整合到Qt應(yīng)用程序中。

項目效果

一、Qt下使用OpenGL繪制圖形介紹

QOpenGLWidget類是一個用來渲染OpenGL圖形的部件,它提供了在Qt應(yīng)用程序中顯示 OpenGL圖形的功能。這個類使用起來很簡單,只需要繼承該類，然后像使用其他QWidget 部件一樣來使用它即可。QGLWidget 提供了3個方便的虛函數(shù)，可以在子類中重新實現(xiàn)它們來執(zhí)行典型的 OpenGL任務(wù):

initializeGL()：設(shè)置 OpenGL資源和狀態(tài)，該函數(shù)只在第一次調(diào)用resizeGL()或paintGL()前被調(diào)用一次;
resizeGL()：設(shè)置OpenGL的視口投影等，每次部件改變大小時都會調(diào)用該函數(shù);
paintGL()：渲染OpenGL 場景，每當部件需要更新時都會調(diào)用該函數(shù)。

這里介紹下Qt下一些類的使用和OpenGL中重要的概念或名稱，

QOpenGLShader：用來創(chuàng)建和編譯著色器。著色器是使用 OpenGL著色語言(OpenGL Shading Language,GLSL)編寫的一個小型函數(shù)。繪圖時需要至少指定兩個著色器;頂點著色器(vertexshader)和片段著色器(fragmentshader,也稱為片元著色器）

QOpenGLShaderProgram：用來創(chuàng)建并設(shè)置著色器程序,可以鏈接多個著色器，并在OpenGL當前環(huán)境(current context，也稱為當前上下文)中綁定著色器程序

QAbstractOpenGLFunctions：是一個類族的基類，類族中的類涉及了所有 OpenGL 版本,并為相應(yīng)版本 OpenGL 的所有函數(shù)提供了訪問接口

QOpenGLBuffer：用來創(chuàng)建并管理OpenGL緩存對象

QOpenGLTexture：封裝了一個OpenGL紋理對象,可以使用該類來設(shè)置紋理

二、示例完整代碼

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)
{
    //初始化變量
    translate = -6.0;
    xRot = zRot = 0.0;
    yRot = -30.0;
}

void MyOpenGLWidget::initializeGL()
{
    //初始化紋理變量
    for(int i=0;i<2;i++)
    {
          textures[i] = new QOpenGLTexture(QImage(QString("../MyOpenGL/side%1.jpg").arg(i+1)).mirrored());
    }

    //為當前環(huán)境初始化OpenGL環(huán)境
    initializeOpenGLFunctions();

    //開啟深度測試
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);

    //下列著色器使用書中代碼運行報錯,進行了修正
    //創(chuàng)建頂點著色器
    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);

    //創(chuàng)建片段著色器
    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);

    //創(chuàng)建著色器程序
    program = new QOpenGLShaderProgram;
    program->addShader(vshader);
    program->addShader(fshader);
    program->link();
    program->bind();
}

void MyOpenGLWidget::paintGL()
{
    //設(shè)置視口為正方形
    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);

    //頂點位置
    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}}
    };

    //添加緩存
    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);

    //頂點著色
    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);

    //頂點變換
    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);

    //繪制函數(shù)
    for(int i=0;i<2;i++)
    {
        textures[i]->bind();
        glDrawArrays(GL_TRIANGLE_FAN,i*4,4);
    }
}

void MyOpenGLWidget::resizeGL(int,int)
{

}

//按鍵事件
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();
}

到此這篇關(guān)于Qt使用OpenGL實現(xiàn)繪制3D圖形的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Qt OpenGL繪制3D圖形內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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