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1、OpenGL 游戏程序设计,第一章 OpenGL概述,一、OpenGL的特点1、与C语言紧密结合。OpenGL命令最初就是用C语言函数来进行描述的，对于学习过C语言的人来讲，OpenGL是容易理解和学习的。如果你曾经接触过TC的graphics.h，你会发现，使用OpenGL作图甚至比TC更加简单。,2、强大的可移植性 微软的Direct3D虽然也是十分优秀的图形API，但它只用于Windows系统（现在还要加上一个XBOX游戏机）。而OpenGL不仅用于 Windows，还可以用于Unix/Linux等其它系统，它甚至在大型计算机、各种专业计算机（如：医疗用显示设备）上都有应用。并且，Ope
2、nGL 的基本命令都做到了硬件无关，甚至是平台无关。,3、高性能的图形渲染。 OpenGL是一个工业标准，它的技术紧跟时代，现今各个显卡厂家无一不对OpenGL提供强力支持，激烈的竞争中使得OpenGL性能一直领先,OpenGL程序准备工作,第一步，选择一个编译环境现在Windows系统的主流编译环境有Visual Studio，Broland C+ Builder等都是支持OpenGL的。但这里我们选择Visual C+作为学习OpenGL的环境。,第二步，安装GLUT工具包GLUT不是OpenGL所必须的，但它会给我们的学习带来一定的方便，推荐安装。Windows环境下安装GLUT的步骤：
3、1、将下载的压缩包解开，将得到5个文件2、在“我的电脑”中搜索“gl.h”，并找到其所在文件夹。把解压得到的glut.h放到这个文件夹。3、把解压得到的glut.lib和glut32.lib放到静态函数库所在文件夹（如果是Visual C+，则应该是其安装目录下面的“VClib”文件夹）。4、把解压得到的glut.dll和glut32.dll放到操作系统目录下面的system32文件夹内。（典型的位置为：C:WindowsSystem32）,第三步，建立一个OpenGL工程这里以Visual C+ 6.0为例。选择File-New-Project，然后选择Win32 Console Appli
4、cation，选择一个名字，然后按OK。在谈出的对话框左边点Application Settings，找到Empty project并勾上，选择Finish。然后向该工程添加一个代码文件。,第一个OpenGL程序,见文本文件“第一个OpenGL文本文件”,第二章 基本图元绘制,OpenGL函数形式 OpenGL 函数通常以gl开头，中间是函数相关功能单词，后面跟一个数字和12个字母。例如： glVertex2d glVertex2f glVertex3f glVertex3fv数字表示参数的个数，2表示有两个参数，3表示三个，4表示四个,字母表示参数的类型： s表示16位整数（OpenGL中将
5、这个类型定义为GLshort）； i表示32位整数（OpenGL中将这个类型定义为GLint和GLsizei）； f表示32位浮点数（OpenGL中将这个类型定义为GLfloat和GLclampf）；d表示64位浮点数（OpenGL中将这个类型定义为GLdouble和GLclampd）。 v表示传递的几个参数将使用指针的方式，见下面的例子。这些函数除了参数的类型和个数不同以外，功能是相同的。,例如，以下五个代码段的功能是等效的：（一）glVertex2i(1, 3);（二）glVertex2f(1.0f, 3.0f);（三）glVertex3f(1.0f, 3.0f, 0.0f);（四）glV
6、ertex4f(1.0f, 3.0f, 0.0f, 1.0f);（五）GLfloat VertexArr3 = 1.0f, 3.0f, 0.0f; glVertex3fv(VertexArr3);,OpenGL要求：指定顶点的命令必须包含在glBegin函数之后，glEnd函数之前（否则指定的顶点将被忽略）。并由glBegin来指明如何使用这些点。,例如：glBegin(GL_POINTS); glVertex2f(0.0f, 0.0f); glVertex2f(0.5f, 0.0f);glEnd();则这两个点将分别被画出来。如果将GL_POINTS替换成GL_LINES，则两个点将被认为是
7、直线的两个端点，OpenGL将会画出一条直线。,glBegin支持的方式除了GL_POINTS和GL_LINES，还有GL_LINE_STRIP，GL_LINE_LOOP，GL_TRIANGLES，GL_TRIANGLE_STRIP，GL_TRIANGLE_FAN等，每种方式的大致效果见下图：,程序代码：void myDisplay(void) glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glBegin( /* 在这里填上你所希望的模式 */ );/* 在这里使用glVertex*系列函数 */* 指定你所希望的顶点位置 */ glEnd(); glFlush();,三个课堂练
8、习，见三个相关文本文件,第三章 图元绘制的深入,1、关于点点的大小默认为1个像素，但也可以改变之。改变的命令为glPointSize，其函数原型如下：void glPointSize(GLfloat size);size必须大于0.0f，默认值为1.0f，单位为“像素”。注意：对于具体的OpenGL实现，点的大小都有个限度的，如果设置的size超过最大值，则设置可能会有问题。,void myDisplay(void) glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glPointSize(5.0f); glBegin(GL_POINTS); glVertex2f(0.0f, 0.0
9、f); glVertex2f(0.5f, 0.5f); glEnd(); glFlush();,2、关于直线（1）直线可以指定宽度：void glLineWidth(GLfloat width);其用法跟glPointSize类似。（2）画虚线。首先，使用glEnable(GL_LINE_STIPPLE);来启动虚线模式（使用glDisable(GL_LINE_STIPPLE)可以关闭之）。然后，使用glLineStipple来设置虚线的样式。void glLineStipple(GLint factor, GLushort pattern);pattern是由1和0组成的长度为16的序列，从
10、最低位开始看，如果为1，则直线上接下来应该画的factor个点将被画为实的；如果为0，则直线上接下来应该画的factor个点将被画为虚的。,void myDisplay(void) glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glEnable(GL_LINE_STIPPLE); glLineStipple(2, 0x0F0F); glLineWidth(10.0f); glBegin(GL_LINES); glVertex2f(0.0f, 0.0f); glVertex2f(0.5f, 0.5f); glEnd(); glFlush();,3、关于多边形（1）多边形的两面以及绘
11、制方式。虽然我们目前还没有真正的使用三维坐标来画图，但是建立一些三维的概念还是必要的。从三维的角度来看，一个多边形具有两个面。每一个面都可以设置不同的绘制方式：填充、只绘制边缘轮廓线、只绘制顶点，其中“填充”是默认的方式。可以为两个面分别设置不同的方式。glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL); / 设置正面为填充方式glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE); / 设置反面为边缘绘制方式glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_POINT); / 设置两面均为顶点绘制方式,（2）反转一般约定为“顶点以逆时针顺序出现在屏
12、幕上的面”为“正面”，另一个面即成为“反面”。生活中常见的物体表面，通常都可以用这样的“正面”和“反面”，“合理的”被表现出来（请找一个比较透明的矿泉水瓶子，在正对你的一面沿逆时针画一个圆，并标明画的方向，然后将背面转为正面，画一个类似的圆，体会一下“正面”和“反面”。你会发现正对你的方向，瓶的外侧是正面，而背对你的方向，瓶的内侧才是正面。正对你的内侧和背对你的外侧则是反面。这样一来，同样属于“瓶的外侧”这个表面，但某些地方算是正面，某些地方却算是反面了）。可以通过glFrontFace函数来交换“正面”和“反面”的概念。glFrontFace(GL_CCW); / 设置CCW方向为“正面”，
13、CCW即CounterClockWise，逆时针glFrontFace(GL_CW); / 设置CW方向为“正面”，CW即 ClockWise，顺时针,void myDisplay(void) glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL); / 设置正面为填充模式 glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE); / 设置反面为线形模式 glFrontFace(GL_CCW); / 设置逆时针方向为正面 glBegin(GL_POLYGON); / 按逆时针绘制一个正方形，在左下方 glVertex
14、2f(-0.5f, -0.5f); glVertex2f(0.0f, -0.5f); glVertex2f(0.0f, 0.0f); glVertex2f(-0.5f, 0.0f); glEnd(); glBegin(GL_POLYGON); / 按顺时针绘制一个正方形，在右上方 glVertex2f(0.0f, 0.0f); glVertex2f(0.0f, 0.5f); glVertex2f(0.5f, 0.5f); glVertex2f(0.5f, 0.0f); glEnd(); glFlush();,（3）剔除多边形表面在三维空间中，一个多边形虽然有两个面，但我们无法看见背面的那些多边
15、形，而一些多边形虽然是正面的，但被其他多边形所遮挡。如果将无法看见的多边形和可见的多边形同等对待，无疑会降低我们处理图形的效率。在这种时候，可以将不必要的面剔除。首先，使用glEnable(GL_CULL_FACE);来启动剔除功能（使用glDisable(GL_CULL_FACE)可以关闭之）然后，使用glCullFace来进行剔除。glCullFace的参数可以是GL_FRONT，GL_BACK或者GL_FRONT_AND_BACK，分别表示剔除正面、剔除反面、剔除正反两面的多边形。注意：剔除功能只影响多边形，而对点和直线无影响。例如，使用glCullFace(GL_FRONT_AND_BACK)后，所有的多边形都将被剔除，所以看见的就只有点和直线。,
