前言
在Qt中使用OpenGL（一）
在Qt中使用OpenGL（二）
在Qt中使用OpenGL（三）
在Qt中使用OpenGL（四）
在Qt中使用OpenGL（五）
在Qt中使用OpenGL（六）
在Qt中使用OpenGL（七）
在之前的文章中，我们从最简单的代码开始，逐步拥有了能够构建一个简单的3D世界的能力。
本篇文章，我们主要是为了之前的代码进行一些……怎么说呢？优化？
然后我们尝试画出一个“球体”出来， 模拟出来一个之前照亮了“宇宙中的三个色子”的光源。
开启多重采样
相信不用我说，大家都能看出来我们之前绘制的图像有多么的粗糙了吧。
特别是模型边缘的各种锯齿。
虽然我们无法达到最高端游戏中的那种细腻的效果，但是我们也应该至少要尝试着补救一下，方法就是开启多重采样。
在Qt中，多重采样是和窗口紧密联系的，反而和OpenGL没有了多少关系。所以为了开启多重采样，我们需要设置窗口的“格式”。简单来说，就是我们要在3D窗口初始化的时候，通过格式设置多重采样：
auto newFormat = this->format();
newFormat.setSamples(16);
this->setFormat(newFormat);
在3D窗口的构造函数中添加这三句话。我们就可以开启多重采样了：
这就是开启了16倍多重采样的结果，是不是看起来没那么的锯齿化了？
背面裁剪
OpenGL在绘制了之后，你是可以同时看到面的正面和背面的。
什么叫做正面？默认的，你看到一个面（三角形）的顶点是逆时针排列的那一面就是正面，顺时针排列的那一面就是背面。
但你有没有想过，就像我们画出来了一个色子，它的里面实际上我们是看不到的，也就是说它的背面对于在外面看是毫无意义的。但是OpenGL却会忠实的进行绘制。
为了节省资源，我们可以开启背面裁剪，方法也很简单，就是使用
glEnable
函数，传入适当的参数即可：
glEnable(GL_CULL_FACE);
这样子，我们就可以开启背面裁剪，减少不必要的绘制了。
在Qt的窗口中绘制UI
相信大家玩游戏的时候一定注意到了，很多游戏的UI其实并不是3D的。
那么，我们能不能在绘制3D图像的同时，使用Qt提供的函数，绘制2D的UI呢？
当然可以！只要在paintGL函数中直接使用QPainter函数即可。
不过我们在绘制2D的UI之前得先做一些事情：关闭深度测试以及关闭背面裁剪。
void OpenGLWidget::paintGL()
{
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glEnable(GL_CULL_FACE);
for (auto dice : m_models)
{
dice->paint();
}
QPainter _painter(this);
auto _rect = this->rect();
_painter.setPen(Qt::green);
_painter.drawLine(_rect.center() + QPoint{ 0, 5 }, _rect.center() + QPoint{ 0, 15 });
_painter.drawLine(_rect.center() + QPoint{ 0, -5 }, _rect.center() + QPoint{ 0, -15 });
_painter.drawLine(_rect.center() + QPoint{ 5, 0 }, _rect.center() + QPoint{ 15, 0 });
_painter.drawLine(_rect.center() + QPoint{ -5, 0 }, _rect.center() + QPoint{ -15, 0 });
_painter.drawText(QPoint{ 5, 15 }, QString(u8"摄像机位置: (%1, %2, %3)")
.arg(m_camera.pos().x(), 0, 'f', 3).arg(m_camera.pos().y(), 0, 'f', 3).arg(m_camera.pos().z(), 0, 'f', 3));
_painter.drawText(QPoint{ 5, 30 }, QString(u8"摄像机角度: (%1, %2, %3)")
.arg(m_camera.yaw(), 0, 'f', 3).arg(m_camera.pitch(), 0, 'f', 3).arg(m_camera.roll(), 0, 'f', 3));
}
当然，我们可以用上面的代码来先看看如果不这么做会发生什么：
注意，这里的文字显示还是正常的，可是我们花了大功夫试图画出来的十字架准星呢？
没错，看不到了。
现在，我们在QPainter构建之前加上两句话禁用深度测试和背面裁剪：
glDisable(GL_DEPTH_TEST);
glDisable(GL_CULL_FACE);
完美！
线框模式
什么叫做线框模式？
就是你画出来的所有模型，都只剩下线框。
就是这个效果，连你UI上的文字都会变成莫名其妙的样子。
使用它其实主要是为了让你可以清楚的看到你的模型面的组成方法，这在之后我们试图绘制一个球体的时候有一些帮助。
那么，这个模式怎么使用呢？
确切的说，如果你只是用Qt中的OpenGL，可能无法达到这个效果。
因为Qt中的OpenGL，是OpenGLES，它没有实现这个功能。
不信吗？
把开启线框模式的代码加到你的代码里试试看：
glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
编译一下：
看到了吗？根本找不到这个函数的实现！
不过不用怕，Qt里面没实现，我们可以用你的操作系统中实现的。
所以，我们只需要添加windows中实现OpenGL的库OpenGL32.lib就行了。
没错，哪怕你是64位程序，也可以用这个lib。
在你的工程中，在连接器的参数中加入这个额外的lib，编译就通过了。
当然，为了在线框模式下我们可以正常显示UI，还需要再绘制UI之前禁用这个模式：
glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);
也就是开启
填充
模式。
现在就一切正常了。
画一个球
在一个三维世界，一个球应该是最简单的“复杂几何体”了，很显然，想要画出一个求，就必须使用很多个面。
绘制球的方法也不是只有一种，但是在这里我只说一种，我将它命名为地球仪绘制法。（实际上有更加准确的叫法，但是我懒得查）
先看一下成品：
首先，我们忽略掉倾斜的线，只看水平和垂直的线，有没有什么发现？
没错，和你常见到的地球仪是一样的，通过经纬线可以将地球分割成一个一个的“矩形”。
当然，这么做会在南北极失效：
毕竟它是个球，所以在南北极的时候，就不再是一个矩形，而是一个圆形的
盖子
了。
那么，现在我们就可以思考一下，要怎么画出这个球了。
还记得我将它命名成什么吗？
地球仪绘制法！
地球仪！
地图！
没错，世界地图！
我们生活在一个球形的行星上，可是地图却是矩形的！（当然有不是矩形的）
而且你可以在世界地图上清晰地看到经纬线！
看到了吗？这就是我们绘制球体的方案。
我们只要按照世界地图的经纬线绘制矩形就行了! 只要把经纬线交点对应到三维空间中的点即可。
那么，一个球体上，经纬线交叉点的坐标怎么计算呢?
不用过多的思考，我们依旧使用3D数学的逻辑来吧。
我们只需要使用一个向量，指向北极，也就是（0，1，0），然后，首先让它沿着x轴旋转，再沿着y轴旋转，x轴旋转10°是什么意思呢？默认我们的向量指向北极，转10°就意味着靠近赤道了10°，显然，此时，我们的向量指向的地方就是就是北纬80°，东经0°！
明白现在该干什么了吗？
没错，开启两个循环，让这个向量在地球上遍历一遍所有的经纬度，它就自然而然的和世界地图上的经纬度交点对上了，也就知道每个交点的三维坐标了！
QVector3D _top{ 0,1,0 };
float _step = 10;
QVector<QVector<QVector3D>> _vertexMatrix;
for (float _yaw = 0; _yaw <= 180; _yaw += _step)
{
_vertexMatrix << QVector<QVector3D>();
m_col = 0;
for (float _pitch = 0; _pitch < 360; _pitch += _step)
{
QMatrix4x4 _mat;
_mat.setToIdentity();
_mat.rotate(_yaw, 1, 0, 0);
_mat.rotate(-_pitch, 0, 1, 0);
auto _p = _top * _mat;
_vertexMatrix[m_row] << _p;
++m_col;
}
++m_row;
}
差不多就是这个意思。你可以把step设置的小一点，可能最终结果会稍微的精细一写。但是目前我们以10°来遍历整个地球的经纬线交点。
注意：我们在北极和南极的时候也遍历了，虽然最终所有所有的结果都是（0，1，0）和（0，-1，0）但是从和地图对应的角度上来说，这才是正确的对应关系。
注意：pitch旋转的时候使用了负角度，这是因为我们希望遍历结果可以和世界地图的坐标一样的从左到右，从上到下，使用-角度就可以实现这个要求。
此时你应该就意识到了，我们完成了这个步骤之后，也同时天然的就拿到了这个球体和世界地图的对应关系。就好像纹理映射关系一样。
还不赶快取下载一个世界地图过来？
我们绘制了这个球体之后就可以直接加上纹理画出一个地球了啊！
这是我从
中国的标准地图
服务网中下载然后裁剪的矩形投影的世界地图。
我不知道这里有没有版权问题……姑且算是没有吧……
那么，有了这个基本的映射结果，我们就可以根据这个结果创建球体的顶点了：
for (int y = 0; y < m_row-1; ++y)
{
for (int x = 0; x < m_col; ++x)
{
auto _p0 = _vertexMatrix[y][x];
auto _p1 = _vertexMatrix[y + 1][x];
int _nextX = x + 1;
if (_nextX == m_col)
{
_nextX = 0;
}
auto _p2 = _vertexMatrix[y + 1][_nextX];
auto _p3 = _vertexMatrix[y][_nextX];
m_vertices << Vertex{ { _p0.x(), _p0.y(), _p0.z() }, {(float)x / m_col, (float)y / m_row} }
<< Vertex{ { _p1.x(), _p1.y(), _p1.z() }, {(float)x / m_col, (float)(y + 1) / m_row} }
<< Vertex{ { _p2.x(), _p2.y(), _p2.z() }, {(float)(x + 1) / m_col, (float)(y + 1) / m_row} }
<< Vertex{ { _p3.x(), _p3.y(), _p3.z() }, {(float)(x + 1) / m_col, (float)y / m_row} };
}
}
同样的，我们按照矩形来绘制（虽然南北极的时候矩形被压缩成了三角形，贴图会不大正确，但是暂时就先这样吧），所以我们需要按照左上角，左下角，右下角，右上角这个顺序，从对应关系中提取出4个顶点，以及它们的纹理映射。
唯一需要注意的是，由于地球是一个球体，我们水平遍历的时候实际上少遍历了一个点，所以，我们需要额外的计算一下：水平方向上的最后一个点就是第一个点。（当然，你可以在之前的映射时多映射一个点，那么这里就可以不用增加额外的逻辑了）
既然纹理直接可以和地图对应上，那么我们就可以加载纹理了：
auto _texture = new QOpenGLTexture(QImage(":/world-map.jpg"));
_texture->setMinificationFilter(QOpenGLTexture::LinearMipMapLinear);
_texture->setMagnificationFilter(QOpenGLTexture::Linear);
setTexture(_texture);
对于shader，基本上就是最原始的，我们刚刚可以绘制纹理时的那个shader：
#version 330 core
in vec3 vPos;
in vec2 vTexture;
out vec2 TexCoords;
uniform mat4 projection;
uniform mat4 view;
uniform mat4 model;
void main()
{
TexCoords = vTexture;
gl_Position = projection * view * model * vec4(vPos, 1.0);
}
#version 330 core
out vec4 FragColor;
in vec2 TexCoords;
uniform vec3 lightColor;
uniform sampler2D Texture;
void main()
{
FragColor = vec4(texture(Texture, TexCoords).rgb * lightColor, 1.0);
}
唯一的变化，可能就是我们增加了一个灯光颜色。
毕竟实际上刚开始我想画这个球的时候，是为了表示这是一个光源。
光源有光的颜色很合理对吧。
接下来， 初始化缓存什么的没有任何变化，按照5个float一个顶点的格式来初始化与绑定就好了
这里唯一需要注意的就是绘制的时候，需要计算出来我们一共要绘制多少个矩形：
for (int i = 0; i < m_col * (m_row - 1); ++i)
{
glDrawArrays(GL_TRIANGLE_FAN, _index, 4);
_index += 4;
}
OK，让我们把这个绘制地球的模型加入到我们的场景中看看效果吧：
至今为止的代码可以从以下仓库中查看:
https://gitee.com/ninsunclosear/opengltest