OpenGL實現三維迷宮遊戲（一）

《計算機圖形學》這門課的第二個實驗，覺得還挺有意思的…

實驗要求

設計一個OpenGL程序，創建一個三維迷宮，支持替身通過一定交互手段在迷宮中漫遊，基本功能包括：
- 迷宮應當至少包含10 * 10 個Cell，不能過於簡單，下圖給出一種示例。
- 讀取給定的替身模型，加載到場景中。
- 鍵盤方向鍵控制替身轉向與漫遊。
- 有碰撞檢測，替身不應當穿牆。
- 支持切換第一視角和第三視角進行觀察。
- 迷宮場景中的牆、地面等應貼上紋理。
附加要求（可選擇一個）：
- 同時加入二維輔助地圖，替身在三維迷宮探索的同時，在小地圖中顯示已經探索的區域；（我選的是這一個，其他的由於最近事情比較多就沒有做，以後有機會再補吧…如果有機會的話…=。=）
- 在俯視狀態下，可以通過鼠標點選替身需要到達的目的地，通過尋徑算法，控制替身自動到達目的地；
- 迷宮地圖交互編輯功能，例如，可以設計一個二維地圖編輯器，根據用戶的繪製，拉伸得到三維迷宮場景；
- 其他相當難度，可以增加迷宮遊戲趣味性的功能（需要通過指導老師認可）

實現過程

投影模式採用透視投影，第一、三視角之間的切換隻需改變gluLookAt(GLdouble eyex,GLdouble eyey,GLdouble eyez,GLdouble centerx,GLdouble centery,GLdouble centerz,GLdouble upx,GLdouble upy,GLdouble upz);的參數值即可。

main()方法：

int main(int argc,char **argv){
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_RGB|GLUT_DOUBLE|GLUT_DEPTH);

    glutInitWindowPosition(300, 50);
    glutInitWindowSize(700, 700);
    glutCreateWindow("迷宮");

    init();

    glutDisplayFunc(display);
    glutMainLoop();

    return 0;
}

init()方法：

void init(){

    glClearColor(0.8, 0.8, 0.8, 1);//用灰色清屏
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);//開啓深度測試
    glEnable(GL_TEXTURE_2D);//啓用二維紋理
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    gluPerspective(50, 1, 0.5, 100);/*其實一開始ZNear設的是1~*/
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();

    gluLookAt(lookX, lookY, lookZ, centerX,centerY,centerZ,upX,upY,upZ);

    glShadeModel(GL_SMOOTH);     //使用平滑明暗處理  
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);     //剔除隱藏面  
    glEnable(GL_CULL_FACE);      //不計算多邊形背面  
    glFrontFace(GL_CCW);      //多邊形逆時針方向爲正面

{
        //三視圖光源
        GLfloat light0_position[] = {10.0f, 10.0f, 0.0f, 1.0f };
        GLfloat light0_ambient[] = { 0.8f, 0.8f, 0.8f, 1.0f };
        GLfloat light0_diffuse[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };

        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light0_position);
        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, light0_ambient);
        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, light0_diffuse);

        //一視圖光源
        GLfloat light1_position[] = { 10.0f, 10.0f, 0.0f, 1.0f };
        GLfloat light1_ambient[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };
        GLfloat light1_diffuse[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };
        GLfloat light1_specular[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };

        glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, light1_position);
        glEnable(GL_LIGHTING);//開啓光照明
        glEnable(GL_DEPTH_TEST);
}

參數的初始值：

double lookX=0, lookY=0, lookZ=15;//相機在世界座標的位置
double centerX = 0, centerY = 0, centerZ = 0;//相機鏡頭對準的物體在世界座標的位置
double upX = 0, upY = 1, upZ = 0;//相機向上的方向在世界座標中的方向

關於gluPerspective()的理解推薦看OpenGL函數思考-gluPerspective。gluLookAt()挺好理解的就不推薦了。

display()方法：

void display(){

    drawMaze();//畫迷宮
    glutSwapBuffers();/*這句很重要!!!剛開始學OpenGL的時候沒注意這個，結果畫出來什麼都沒有是全白的。開了雙緩衝就要寫。*/

}

迷宮我是用對應位置及數量的小立方體拼起來的，所以先聲明瞭一個方法drawCube(double x, double y, double z)專門用於繪製立方體。

void drawCube(double x, double y, double z){


    glPushMatrix();/*!劃重點!不寫後果很嚴重（當然這個錯誤不是我犯得哈哈）*/
    glTranslatef(x, y, z);
    glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
    glBegin(GL_QUADS);   
    glNormal3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);//法向量，光照明要用的
    glVertex3f(0.5f, 0.5f, 0.5f);
    glVertex3f(0.5f, 0.5f, -0.5f);
    glVertex3f(-0.5f, 0.5f, -0.5f);
    glVertex3f(-0.5f, 0.5f, 0.5f);
    glEnd();
    glBegin(GL_QUADS);      
    glNormal3f(0.0f, -1.0f, 0.0f);
    glVertex3f(0.5f, -0.5f, 0.5f);
    glVertex3f(-0.5f, -0.5f, 0.5f);
    glVertex3f(-0.5f, -0.5f, -0.5f);
    glVertex3f(0.5f, -0.5f, -0.5f);
    glEnd();
    glBegin(GL_QUADS);    
    glNormal3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);
    glVertex3f(0.5f, 0.5f, 0.5f);
    glVertex3f(-0.5f, 0.5f, 0.5f);
    glVertex3f(-0.5f, -0.5f, 0.5f);
    glVertex3f(0.5f, -0.5f, 0.5f);
    glEnd();
    glBegin(GL_QUADS);    
    glNormal3f(0.0f, 0.0f, -1.0f);
    glVertex3f(0.5f, 0.5f, -0.5f);
    glVertex3f(0.5f, -0.5f, -0.5f);
    glVertex3f(-0.5f, -0.5f, -0.5f);
    glVertex3f(-0.5f, 0.5f, -0.5f);
    glEnd();
    glBegin(GL_QUADS);   
    glNormal3f(-1.0f, 0.0f, 0.0f);
    glVertex3f(-0.5f, 0.5f, 0.5f);
    glVertex3f(-0.5f, 0.5f, -0.5f);
    glVertex3f(-0.5f, -0.5f, -0.5f);
    glVertex3f(-0.5f, -0.5f, 0.5f);
    glEnd();
    glBegin(GL_QUADS);   
    glNormal3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
    glVertex3f(0.5f, 0.5f, 0.5f);
    glVertex3f(0.5f, -0.5f, 0.5f);
    glVertex3f(0.5f, -0.5f, -0.5f);
    glVertex3f(0.5f, 0.5f, -0.5f);
    glEnd();
    glPopMatrix();/*有Push當然要有Pop*/
}

畫迷宮我是用數組存的，因爲還要實現同時加入二維輔助地圖，替身在三維迷宮探索的同時，在小地圖中顯示已經探索的區域這個功能。（感覺很弱雞啊…但是也沒想出其他好辦法…好在跑起來不卡…哈…哈…）
聲明數組int maze[900]用於存儲一個30x30的迷宮。用0和1初始化數組。

maze[i]=0: 座標(i - i / 30 * 30, i / 30,-20)處不繪製立方體。
maze[j]=1: 座標(j - j / 30 * 30, j / 30,-20)處繪製立方體。

（初始化數組的過程趕時間寫的超爛…不放了就…）

void drawMaze(){
    glEnable(GL_SCISSOR_TEST);
    glScissor(0, 0, 700, 700);

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    glDisable(GL_SCISSOR_TEST);

    glViewport(0, 0,700,700);

    glEnable(GL_LIGHT0);

    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    gluPerspective(50, 1, 0.5, 100);
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();

    gluLookAt(lookX, lookY, lookZ, centerX, centerY, centerZ, upX, upY, upZ);

    //drawGamer();
    //畫三維地圖
    glPushMatrix();
    glTranslatef(-15, -14, 0);
    for (int i = 0; i < 900; i++){
        if (maze[i] == 1||maze[i]==-1){

            drawCube(i - i / 30 * 30, i / 30,-20);
        }

    }
    glPopMatrix();
    //畫地板

    glPushMatrix();
    glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
    glBegin(GL_QUADS);
    glNormal3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);
    glVertex3f(14, 15, -20.5);
    glVertex3f(-15, 15, -20.5);
    glVertex3f(-15, -14.9, -20.5);
    glVertex3f(14, -14.9, -20.5);
    glEnd();
    glPopMatrix();
}

效果應該就是這樣orz有點醜…貼上紋理會好很多的…

有空再接着寫實現了全部功能的:)
完整源代碼下載

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