wayland(xdg_wm_base) + egl + opengles 渲染旋转的 3D 立方体实例(十一)

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前言

本文主要介绍如果使用 wayland(xdg_wm_base) + egl + opengles3.0 绘制一个绕Y轴旋转的正方体，涉及顶点坐标变化，模型，视图，投影矩阵等相关内容
软硬件环境：
硬件：PC
软件：ubuntu22.04 egl1.4 opengles3.0 weston9.0

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一、实现旋转的3D 立法体需要用到的技术

绘制一个绕Y轴旋转的正方体，涉及顶点坐标变化，模型，视图，投影矩阵以及背面剔除等相关内容

1. 模型矩阵

要实现旋转，故需要使用一个矩阵来实现，在这里直接使用Matrix.c 中封装好的如下接口即可

matrixRotateX(modelMatrix, angleX);
matrixRotateY(modelMatrix, angleY);
matrixRotateZ(modelMatrix, angleZ);
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2. 视图矩阵

默认的视点是在坐标（0，0，0）处（即在立方体内部），为了看到立方体的全貌，需要将视点沿着Z轴正方向移动（移动到立方体外面），也需要使用一个矩阵来实现，在这里直接使用Matrix.c 中封装好的如下接口即可

matrixTranslate(viewMatrix, 0.0f, 0.0f, -7.0f);       //视点沿着Z轴移动到Z坐标为7处
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移动的距离越远，立方体看上去会越小，出现缩放的效果

3. 投影矩阵

由于使用视图矩阵将视点移动到Z坐标为7（7 大于1，超出了可视范围）处，故需要使用投影矩阵，否则会看不到立方体，也需要使用一个矩阵来实现，在这里直接使用Matrix.c 中封装好的如下接口即可

/* Setup the perspective */
	matrixPerspective(projectionMatrix, 45, (float)width / (float)height, 0.1f, 100);    //角度为45°
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4. 背面剔除

opengles3.0 默认背面剔除功能是关闭的，需要使能， 否则立方体的正面会不显示(透视)，直接调用如下语句即可

glEnable(GL_CULL_FACE);         //enable back face cull
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这里需要注意一下，在OpenGLES中，所绘制的图形是通过一个个的三角形组合成的。OpenGLES通过分析顶点数据的顺序得知哪些面是正面、哪些面是背面。默认规则：
正面：按照逆时针顶点连接顺序的三角形面
背面：按照顺时针顶点连接书序的三角形面
顺时针或逆时针：由观察者的方向来确定
正面和背面是由三角形的顶点顺序和观察者方向共同决定的，随着观察者的角度变化，正背面也会跟着改变，这也与现实中的情况相吻合。

二、opengles3.0 渲染旋转的 3D 立方体实例

1. egl_wayland_cube3_0.c

egl_wayland_cube3_0.c 代码如下：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include "Matrix.h"
#include "xdg-shell-client-protocol.h"

#define WIDTH 800
#define HEIGHT 600

struct wl_display *display = NULL;
struct wl_compositor *compositor = NULL;
struct xdg_wm_base *wm_base = NULL;
struct wl_registry *registry = NULL;

struct window {
   
	struct wl_surface *surface;
    struct xdg_surface *xdg_surface;
	struct xdg_toplevel *xdg_toplevel;
	struct wl_egl_window *egl_window;
};

//opengles global var

GLuint projectionLocation;
GLuint modelLocation;
GLuint viewLocation;
GLuint simpleCubeProgram; 

float projectionMatrix[16];
float modelMatrix[16];
float viewMatrix[16];
float angleX = 30.0f;
float angleY = 0.0f;
float angleZ = 0.0f;

static void
xdg_wm_base_ping(void *data, struct xdg_wm_base *shell, uint32_t serial)
{
   
	xdg_wm_base_pong(shell, serial);
}

/*for xdg_wm_base listener*/
static const struct xdg_wm_base_listener wm_base_listener = {
   
	xdg_wm_base_ping,
};

/*for registry listener*/
static void registry_add_object(void *data, struct wl_registry *registry, uint32_t name, const char *interface, uint32_t version) 
{
   
    if (!strcmp(interface, "wl_compositor")) {
   
        compositor = wl_registry_bind(registry, name, &wl_compositor_interface, 1);
    } else if (strcmp(interface, "xdg_wm_base") == 0) {
   
        wm_base = wl_registry_bind(registry, name,
            &xdg_wm_base_interface, 1);
        xdg_wm_base_add_listener(wm_base, &wm_base_listener, NULL);
    }
}


void registry_remove_object(void *data, struct wl_registry *registry, uint32_t name) 
{
   

}

static struct wl_registry_listener registry_listener = {
   registry_add_object, registry_remove_object};

static void
handle_surface_configure(void *data, struct xdg_surface *surface,
			 uint32_t serial)
{
   
	//struct window *window = data;

	xdg_surface_ack_configure(surface, serial);

	//window->wait_for_configure = false;
}

static const struct xdg_surface_listener xdg_surface_listener = {
   
	handle_surface_configure
};

static void
handle_toplevel_configure(void *data, struct xdg_toplevel *toplevel,
			  int32_t width, int32_t height,
			  struct wl_array *states)
{
   
}

static void
handle_toplevel_close(void *data, struct xdg_toplevel *xdg_toplevel)
{
   
}

static const struct xdg_toplevel_listener xdg_toplevel_listener = {
   
	handle_toplevel_configure,
	handle_toplevel_close,
};



bool initWaylandConnection()
{
   	
	if ((display = wl_display_connect(NULL)) == NULL)
	{
   
		printf("Failed to connect to Wayland display!\n");
		return false;
	}

	if ((registry = wl_display_get_registry(display)) == NULL)
	{
   
		printf("Faield to get Wayland registry!\n");
		return false;
	}

	wl_registry_add_listener(registry, &registry_listener, NULL);
	wl_display_dispatch(display);

	if (!compositor)
	{
   
		printf("Could not bind Wayland protocols!\n");
		return false;
	}

	return true;
}

bool initializeWindow(struct window *window)
{
   
	initWaylandConnection();
	window->surface = wl_compositor_create_surface (compositor);
	window->xdg_surface = xdg_wm_base_get_xdg_surface(wm_base, window->surface);
    if (window->xdg_surface == NULL)
    {
   
        printf("Failed to get Wayland xdg surface\n");
        return false;
    } else {
   
        xdg_surface_add_listener(window->xdg_surface, &xdg_surface_listener, window
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