第01课 OpenGL窗口（1）

教程的这一节在2000年一月彻底重写了一遍。将会教您如何设置一个 OpenGL窗口。它可以只是一个窗口或是全屏幕的、可以任意 大小、任意色彩深度。此处的代码很稳定且很强大，您可以在您所有的OpenGL项目中使用。我所有的教程都将基于此节的代码！所有的错误都有被报告。所以应该没有内存泄漏，代码也很容易阅读和修改。感谢Fredric Echols对代码所做的修改！

现在就让我们直接从代码开始吧。第一件事是打开VC然后创建一个新工程。如果您不知道如何创建的话，您也许不该学习OpenGL，而应该先学学VC。某些版本的VC需要将 bool 改成 BOOL , true 改成 TRUE , false 改成 FALSE ，请自行修改。

在您创建一个新的Win32程序（不是console控制台程序）后，您还需要链接OpenGL库文件。在VC中操作如下：Project-> Settings,然后单击LINK标签。在"Object/Library Modules"选项中的开始处（在 kernel32.lib 前）增加 OpenGL32.lib GLu32.lib 和 GLaux.lib 后单击OK按钮。现在可以开始写您的OpenGL程序了。

代码的前4行包括了我们使用的每个库文件的头文件。如下所示：

#include <windows.h>        // Header File For Windows   Windows的头文件
#include <GL/gl.h>            // Header File For The OpenGL32 Library   包含最新的gl.h,glu.h库
#include <GL/glut.h>            // Header File For The GLu32 Library  包含OpenGL实用库
//#include <gl\glaux.h>        // Header File For The Glaux Library

接下来您需要设置您计划在您的程序中使用的所有变量。本节中的例程将创建一个空的OpenGL窗口，因此我们暂时还无需设置大堆的变量。余下需要设置的变量不多，但十分重要。您将会在您以后所写的每一个OpenGL程序中用到它们。

第一行设置的变量是Rendering Context(着色描述表)。每一个OpenGL都被连接到一个着色描述表上。着色描述表将所有的OpenGL调用命令连接到Device Context(设备描述表)上。我将OpenGL的着色描述表定义为 hRC 。要让您的程序能够绘制窗口的话，还需要创建一个设备描述表，也就是第二行的内容。Windows的设备描述表被定义为 hDC 。DC将窗口连接到GDI(Graphics Device Interface图形设备接口)。而RC将OpenGL连接到DC。第三行的变量 hWnd 将保存由Windows给我们的窗口指派的句柄。最后，第四行为我们的程序创建了一个Instance(实例)。

HGLRC           hRC=NULL;                            // 窗口着色描述表句柄

HDC             hDC=NULL;                            // OpenGL渲染描述表句柄

HWND            hWnd=NULL;                            // 保存我们的窗口句柄

HINSTANCE       hInstance;                            // 保存程序的实例

下面的第一行设置一个用来监控键盘动作的数组。有许多方法可以监控键盘的动作，但这里的方法很可靠，并且可以处理多个键同时按下的情况。

active 变量用来告知程序窗口是否处于最小化的状态。如果窗口已经最小化的话，我们可以做从暂停代码执行到退出程序的任何事情。我喜欢暂停程序。这样可以使得程序不用在后台保持运行。 fullscreen 变量的作用相当明显。如果我们的程序在全屏状态下运行， fullscreen 的值为TRUE，否则为FALSE。这个全局变量的设置十分重要，它让每个过程都知道程序是否运行在全屏状态下。

bool    keys[256];                                // 保存键盘按键的数组

bool    active=TRUE;                                // 窗口的活动标志，缺省为TRUE

bool    fullscreen=TRUE;                            // 全屏标志缺省，缺省设定成全屏模式

现在我们需要先定义WndProc()。必须这么做的原因是CreateGLWindow()有对WndProc()的引用，但WndProc()在CreateGLWindow()之后才出现。在C语言中，如果我们想要访问一个当前程序段之后的过程和程序段的话，必须在程序开始处先申明所要访问的程序段。所以下面的一行代码先行定义了WndProc()，使得CreateGLWindow()能够引用WndProc()。

LRESULT    CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);                // WndProc的定义

下面的代码的作用是重新设置OpenGL场景的大小，而不管窗口的大小是否已经改变(假定您没有使用全屏模式)。甚至您无法改变窗口的大小时(例如您在全屏模式下)，它至少仍将运行一次--在程序开始时设置我们的透视图。OpenGL场景的尺寸将被设置成它显示时所在窗口的大小。

GLvoid ReSizeGLScene(GLsizei width, GLsizei height)                // 重置OpenGL窗口大小
{
    if (height==0)                                // 防止被零除
    {
        height=1;                            // 将Height设为1
    }
    glViewport(0, 0, width, height);                    // 重置当前的视口

下面几行为透视图设置屏幕。意味着越远的东西看起来越小。这么做创建了一个现实外观的场景。此处透视按照基于窗口宽度和高度的45度视角来计算。0.1f，100.0f是我们在场景中所能绘制深度的起点和终点。

glMatrixMode(GL_PROJECTION)指明接下来的两行代码将影响projection matrix(投影矩阵)。投影矩阵负责为我们的场景增加透视。 glLoadIdentity()近似于重置。它将所选的矩阵状态恢复成其原始状态。调用 glLoadIdentity()之后我们为场景设置透视图。 glMatrixMode(GL_MODELVIEW)指明任何新的变换将会影响 modelview matrix(模型观察矩阵)。模型观察矩阵中存放了我们的物体讯息。最后我们重置模型观察矩阵。如果您还不能理解这些术语的含义，请别着急。在以后的教程里，我会向大家解释。只要知道如果您想获得一个精彩的透视场景的话，必须这么做。

　　glMatrixMode(GL_PROJECTION);                        // 选择投影矩阵

    glLoadIdentity();                           　　　　 // 重置投影矩阵

    // 设置视口的大小

    gluPerspective(45.0f,(GLfloat)width/(GLfloat)height,0.1f,100.0f);

    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);                        // 选择模型观察矩阵

    glLoadIdentity();                           　　　　 // 重置模型观察矩阵
}

接下的代码段中，我们将对OpenGL进行所有的设置。我们将设置清除屏幕所用的颜色，打开深度缓存，启用smooth shading(阴影平滑)，等等。这个例程直到OpenGL窗口创建之后才会被调用。此过程将有返回值。但我们此处的初始化没那么复杂，现在还用不着担心这个返回值。

int InitGL(GLvoid)                                // 此处开始对OpenGL进行所有设置
{

下一行启用smooth shading(阴影平滑)。阴影平滑通过多边形精细的混合色彩，并对外部光进行平滑。我将在另一个教程中更详细的解释阴影平滑。

　　glShadeModel(GL_SMOOTH);                        // 启用阴影平滑

下一行设置清除屏幕时所用的颜色。如果您对色彩的工作原理不清楚的话，我快速解释一下。色彩值的范围从0.0f到1.0f。0.0f代表最黑的情况，1.0f就是最亮的情况。glClearColor 后的第一个参数是Red Intensity(红色分量),第二个是绿色，第三个是蓝色。最大值也是1.0f，代表特定颜色分量的最亮情况。最后一个参数是Alpha值。当它用来清除屏幕的时候，我们不用关心第四个数字。现在让它为0.0f。我会用另一个教程来解释这个参数。

通过混合三种原色(红、绿、蓝)，您可以得到不同的色彩。希望您在学校里学过这些。因此，当您使用glClearColor(0.0f,0.0f,1.0f,0.0f)，您将用亮蓝色来清除屏幕。如果您用 glClearColor(0.5f,0.0f,0.0f,0.0f)的话，您将使用中红色来清除屏幕。不是最亮(1.0f)，也不是最暗 (0.0f)。要得到白色背景，您应该将所有的颜色设成最亮(1.0f)。要黑色背景的话，您该将所有的颜色设为最暗(0.0f)。

　　glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);                    // 黑色背景

接下来的三行必须做的是关于depth buffer(深度缓存)的。将深度缓存设想为屏幕后面的层。深度缓存不断的对物体进入屏幕内部有多深进行跟踪。我们本节的程序其实没有真正使用深度缓存，但几乎所有在屏幕上显示3D场景OpenGL程序都使用深度缓存。它的排序决定那个物体先画。这样您就不会将一个圆形后面的正方形画到圆形上来。深度缓存是OpenGL十分重要的部分。

    glClearDepth(1.0f);                            // 设置深度缓存

    glEnable(GL_DEPTH_TEST);                        // 启用深度测试

    glDepthFunc(GL_LEQUAL);                            // 所作深度测试的类型

接着告诉OpenGL我们希望进行最好的透视修正。这会十分轻微的影响性能。但使得透视图看起来好一点。

    glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);            // 告诉系统对透视进行修正

最后，我们返回TRUE。如果我们希望检查初始化是否OK，我们可以查看返回的 TRUE或FALSE的值。如果有错误发生的话，您可以加上您自己的代码返回FALSE。目前，我们不管它。

    return TRUE;                                // 初始化 OK
}