在数字时代，3D视觉效果已经成为游戏、电影、模拟和许多其他领域不可或缺的一部分。C++因其性能优势而成为实现这些效果的首选语言之一👍。本文将带你了解如何在C++中创建3D视觉效果，并且保证整个过程的简单、方便和高效😎。
1.选择编译器（IDE）🤗
考虑到大部分初学者的实战经验和设备性能较为低下，我们不得不抛弃功能强大但复杂的Visual Studio等IDE🤔，这里选择功能较为强大并且用法简单、占用较低的小熊猫C++（RedPanda-Cpp）👀💡。首先进入小熊猫C++官网下载最新版的小熊猫C++（网盘中的.exe文件为安装包）：
安装完毕后继续下载要用的库文件，这里我们使用raylib：
按需求选择对应系统位数的库压缩包，并按需求下载驱动。raylib缺省使用OpenGL 3.3。如果电脑上缺少OpenGL驱动，或者不支持OpenGL 3.3，则运行小熊猫C++自带的raylib时会报错😫：
GLFW error: 65543 Description : WGL:OpenGL profile requested but WGL_ARB_create_context_profile is unavailable.如果显卡不支持OpenGL 2.1，需要下载软渲染的mesa驱动，用解压出来的opengl32.dll替换C:\windows\system32中的同名文件。注意操作系统是32位还是64位，使用对应的版本。
解压库文件后，将解压后的文件夹放入小熊猫C++所在的文件夹中，替换原来的文件夹。raylib是一个轻量级、跨平台的游戏开发库，它支持2D和3D图形渲染、音频处理和数学运算。这个库使用纯C语言编写，但提供了对C++的支持，并且有超过50种不同语言的绑定，而且在小熊猫C++中，加入这个库非常方便😍，所以选择这个库进行教学😆。
2.测试代码🤯
上述步骤走完之后，我们可以通过这一串代码测试这个库能不能正常使用，下面这个程序绘制了一个旋转的立方体（其实是摄像机在围绕立方体旋转😅）：
#include <raylib.h>
#include <math.h>int main(void)
{// 初始化const int screenWidth = 640;const int screenHeight = 480;//启用反锯齿SetConfigFlags(FLAG_MSAA_4X_HINT);//初始化窗口InitWindow(screenWidth, screenHeight, "测试");// 初始化摄像机Camera3D camera = { 0 };camera.position = (Vector3){ 40.0f, 20.0f, 0.0f }; //相机所在位置{x,y,z}camera.target = (Vector3){ 0.0f, 0.0f, 0.0f }; //相机朝向位置{x,y,z}camera.up = (Vector3){ 0.0f, 1.0f, 0.0f }; //相机正上方朝向矢量camera.fovy = 70.0f; //相机视野宽度camera.projection = CAMERA_PERSPECTIVE; //采用透视投影//设置动画帧率（刷新率，fps）为30帧/秒SetTargetFPS(30);//--------------------------------------------------------------------------------------int angle=0; //多边形旋转角度// 主游戏循环while (!WindowShouldClose()) //关闭窗口或者按ESC键时返回true{double time = GetTime(); // 每次循环更新一帧// 摄像机围绕y轴转动double cameraTime = time*0.3;camera.position.x = (float)cos(cameraTime)*20.0f;camera.position.z = (float)sin(cameraTime)*20.0f;BeginDrawing();ClearBackground(BLACK);//以摄像机视角绘制3d内容BeginMode3D(camera);DrawCube(Vector3{0,0,0},10,10,10,BLACK);DrawCubeWires(Vector3{0,0,0},10,10,10,WHITE);EndMode3D();EndDrawing();}//关闭窗口CloseWindow();return 0;
}如果能成功运行，你应该能看到下面的界面，能的话就可以开始下一步了，如果有问题先提在评论区😕。
3.尝试做出基础3D效果😀
1.示例解析🧐
首先，我们先对上面测试代码进行讲解：
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包含库文件📁：
#include <raylib.h> #include <math.h>这两行代码包含了程序所需的两个库：
raylib.h提供了创建窗口、处理输入、渲染2D和3D图形等功能，而math.h提供了数学计算功能，比如三角函数等📐📏。 -
主函数定义：
int main()这是C语言程序的入口点，程序从这里开始执行。
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定义屏幕参数💻：
const int screenWidth = 640; const int screenHeight = 480;这里定义了窗口的宽度和高度，分别设置为640像素和480像素。
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设置配置标志：
SetConfigFlags(FLAG_MSAA_4X_HINT);SetConfigFlags函数用于设置全局配置标志。FLAG_MSAA_4X_HINT是一个标志，它建议raylib使用4倍多重采样抗锯齿（MSAA），以减少渲染图像中的锯齿效应。 -
初始化窗口🖱：
InitWindow(screenWidth, screenHeight, "测试");InitWindow函数用于创建一个窗口，其宽度和高度由前面定义的screenWidth和screenHeight变量指定，窗口标题设置为“测试”。 -
初始化3D摄像机📷：
Camera3D camera = { 0 }; camera.position = (Vector3){ 40.0f, 20.0f, 0.0f }; camera.target = (Vector3){ 0.0f, 0.0f, 0.0f }; camera.up = (Vector3){ 0.0f, 1.0f, 0.0f }; camera.fovy = 70.0f; camera.projection = CAMERA_PERSPECTIVE;这里创建了一个3D摄像机对象，并设置了其属性：
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position：摄像机在世界空间中的位置，这里设置为(40, 20, 0)。 -
target：摄像机的目标点，即摄像机朝向的位置，这里设置为(0, 0, 0)，表示摄像机朝向世界原点🎥⏳。 -
up：摄像机的上方向，这里设置为(0, 1, 0)，表示摄像机的上方向与世界Y轴对齐。 -
fovy：摄像机的垂直视野角度，这里设置为70.0f，表示视野宽度。 -
projection：摄像机的投影类型，这里设置为CAMERA_PERSPECTIVE，表示使用透视投影。
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设置帧率：
SetTargetFPS(30);SetTargetFPS函数用于设置程序的目标帧率，这里设置为30帧/秒。 -
定义旋转角度变量：
int angle = 0;定义了一个变量
angle用于存储多边形的旋转角度，虽然在这段代码中并没有使用这个变量😜。 -
主游戏循环：
while (!WindowShouldClose())这是一个无限循环，只要窗口没有关闭（用户没有点击关闭按钮或者按下ESC键），循环就会继续执行。
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更新摄像机位置🎥：
double time = GetTime(); double cameraTime = time * 0.3; camera.position.x = (float)cos(cameraTime) * 20.0f; camera.position.z = (float)sin(cameraTime) * 20.0f;-
GetTime函数返回自程序启动以来经过的时间（秒）⏱。 -
cameraTime是根据time计算的一个值，乘以0.3是为了减慢摄像机的旋转速度🥶。 -
cos(cameraTime)和sin(cameraTime)分别计算cameraTime的余弦和正弦值，这些值用于更新摄像机的X和Z坐标，使其围绕Y轴旋转😵。
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渲染过程📽：
BeginDrawing(); ClearBackground(BLACK); BeginMode3D(camera); DrawCube(Vector3{0,0,0},10,10,10,BLACK); DrawCubeWires(Vector3{0,0,0},10,10,10,WHITE); EndMode3D(); EndDrawing();-
BeginDrawing和EndDrawing标记了渲染过程的开始和结束。 -
ClearBackground(BLACK)将背景设置为黑色👨🏿。 -
BeginMode3D(camera)开始3D渲染模式，并使用之前定义的摄像机参数。 -
DrawCube(Vector3{0,0,0},10,10,10,BLACK)在世界原点(0,0,0)处绘制一个边长为10单位的黑色立方体。 -
DrawCubeWires(Vector3{0,0,0},10,10,10,WHITE)在同一位置绘制一个边长为10单位的白色👨🏻线框立方体，用于显示立方体的轮廓。 -
EndMode3D结束3D渲染模式。
-
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关闭窗口：
CloseWindow();程序结束时调用
CloseWindow函数关闭窗口🤓。 -
返回值：
return 0;程序正常结束时返回0，表示程序成功执行完毕。
这段代码展示了如何使用 raylib 创建一个3D场景，设置摄像机，并在其中绘制一个旋转的立方体。通过改变摄像机的位置，实现了一个简单的旋转效果。
2.继续进阶😡
掌握好上面的代码，就可以开始进阶了。现在我们尝试做一个可以控制颜色、角度、距离的“正方体”吧！😈
步骤 1: 设置3D环境
在这一步中，我们设置3D渲染所需的基本环境，包括初始化窗口和配置3D相机📸。
// 初始化窗口
InitWindow(800, 450, "3D Cube");// 设置3D相机的位置、目标点和上向量
Camera camera = { 0 };
camera.position = (Vector3){ 5.0f, 5.0f, 5.0f }; // 相机位置设置在(5, 5, 5)
camera.target = (Vector3){ 0.0f, 0.0f, 0.0f }; // 相机目标点设置在原点(0, 0, 0)
camera.up = (Vector3){ 0.0f, 1.0f, 0.0f }; // 相机的上向量设置为(0, 1, 0)，即Y轴正方向
camera.fovy = 45.0f; // 相机的垂直视野角度设置为45度
camera.projection = CAMERA_PERSPECTIVE; // 相机投影类型设置为透视投影步骤 2: 配置3D对象和颜色
在这一步中，我们设置3D对象（在这个案例中是一个立方体）的初始颜色。
// 设置正方体的初始颜色
Color cubeColor = RED; // 初始颜色设置为红色步骤 3: 主循环和用户输入处理💻
这一步包含了程序的主循环，以及处理用户输入（如键盘操作）的逻辑。
// 主循环
while (!WindowShouldClose()) {// 检测按键输入以移动相机Vector3 cameraMove = { 0.0f, 0.0f, 0.0f };if (IsKeyDown(KEY_UP)) cameraMove.z -= 0.05f; // 上键被按下时，相机沿Z轴负方向移动if (IsKeyDown(KEY_DOWN)) cameraMove.z += 0.05f; // 下键被按下时，相机沿Z轴正方向移动if (IsKeyDown(KEY_LEFT)) cameraMove.x -= 0.05f; // 左键被按下时，相机沿X轴负方向移动if (IsKeyDown(KEY_RIGHT)) cameraMove.x += 0.05f; // 右键被按下时，相机沿X轴正方向移动if (IsKeyDown(KEY_PAGE_UP)) cameraMove.y += 0.05f; // PageUp键被按下时，相机沿Y轴正方向移动if (IsKeyDown(KEY_PAGE_DOWN)) cameraMove.y -= 0.05f; // PageDown键被按下时，相机沿Y轴负方向移动// 更新相机位置camera.position.x += cameraMove.x;camera.position.y += cameraMove.y;camera.position.z += cameraMove.z;// 检测数字键输入以更改正方体颜色if (IsKeyPressed(KEY_ONE)) cubeColor = RED;if (IsKeyPressed(KEY_TWO)) cubeColor = GOLD;// ... 其他数字键的检测和颜色设置
}步骤 4: 渲染3D场景🎉
在这一步中，我们处理所有的渲染操作，包括清除屏幕、开启3D模式、绘制3D对象和结束3D模式。
// 清除屏幕
BeginDrawing();
ClearBackground(RAYWHITE); // 将背景设置为RAYWHITE颜色，这是一种亮灰色// 开始3D模式
BeginMode3D(camera);// 绘制3D立方体
DrawCube((Vector3){ 0.0f, 0.0f, 0.0f }, 2.0f, 2.0f, 2.0f, cubeColor); // 绘制一个边长为2的立方体
DrawCubeWires((Vector3){ 0.0f, 0.0f, 0.0f }, 2.0f, 2.0f, 2.0f, GRAY); // 绘制一个边长为2的线框立方体，颜色为灰色// 结束3D模式
EndMode3D();// 绘制文本和帧率
DrawText("Use arrow keys to move the camera.", 10, 40, 20, DARKGRAY); // 在屏幕上绘制文本提示
DrawText("Press 1-9 keys to change the cube color.", 10, 70, 20, DARKGRAY);
DrawFPS(10, 10); // 在屏幕上绘制帧率// 结束绘制
EndDrawing();步骤 5: 程序结束和资源释放
在程序结束时，我们需要释放所有分配的资源，并关闭窗口。
// 关闭窗口和释放资源
CloseWindow();整体代码
#include "raylib.h"int main() {// 初始化窗口InitWindow(800, 450, "3D Cube");// 设置3D相机的位置、目标点和上向量Camera camera = { 0 };camera.position = (Vector3){ 5.0f, 5.0f, 5.0f };camera.target = (Vector3){ 0.0f, 0.0f, 0.0f };camera.up = (Vector3){ 0.0f, 1.0f, 0.0f };camera.fovy = 45.0f;camera.projection = CAMERA_PERSPECTIVE;// 设置正方体的初始颜色Color cubeColor = RED;// 主循环while (!WindowShouldClose()) {// 检测按键输入以移动相机Vector3 cameraMove = { 0.0f, 0.0f, 0.0f };if (IsKeyDown(KEY_UP)) cameraMove.z -= 0.05f;if (IsKeyDown(KEY_DOWN)) cameraMove.z += 0.05f;if (IsKeyDown(KEY_LEFT)) cameraMove.x -= 0.05f;if (IsKeyDown(KEY_RIGHT)) cameraMove.x += 0.05f;if (IsKeyDown(KEY_PAGE_UP)) cameraMove.y += 0.05f;if (IsKeyDown(KEY_PAGE_DOWN)) cameraMove.y -= 0.05f;// 更新相机位置camera.position.x += cameraMove.x;camera.position.y += cameraMove.y;camera.position.z += cameraMove.z;// 检测数字键输入以更改正方体颜色if (IsKeyPressed(KEY_ONE)) cubeColor = RED;if (IsKeyPressed(KEY_TWO)) cubeColor = GOLD;if (IsKeyPressed(KEY_THREE)) cubeColor = GREEN;if (IsKeyPressed(KEY_FOUR)) cubeColor = BLUE;if (IsKeyPressed(KEY_FIVE)) cubeColor = DARKBLUE;if (IsKeyPressed(KEY_SIX)) cubeColor = VIOLET;if (IsKeyPressed(KEY_SEVEN)) cubeColor = BEIGE;if (IsKeyPressed(KEY_EIGHT)) cubeColor = BROWN;if (IsKeyPressed(KEY_NINE)) cubeColor = LIGHTGRAY;// 清除屏幕BeginDrawing();ClearBackground(RAYWHITE);// 开始3D模式BeginMode3D(camera);// 绘制3D立方体DrawCube((Vector3){ 0.0f, 0.0f, 0.0f }, 2.0f, 2.0f, 2.0f, cubeColor);DrawCubeWires((Vector3){ 0.0f, 0.0f, 0.0f }, 2.0f, 2.0f, 2.0f, GRAY);EndMode3D();// 绘制文本DrawText("Use arrow keys to move the camera.", 10, 40, 20, DARKGRAY);DrawText("Press 1-9 keys to change the cube color.", 10, 70, 20, DARKGRAY);// 绘制帧率DrawFPS(10, 10);EndDrawing();}// 关闭窗口和释放资源CloseWindow();return 0;
}最后，运行~ 😎🚬
掌声，起！！！！😏
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