opengl编程指南

第一章 opengl简单介绍

1.1 什么是opengl

opengl是图形硬件的一种软件接口。

       1>渲染（rendering）是计算机依据模型创建图像的过程。

2>模型（model）是依据几何图元创建的，也成为物体（object）。

3>几何图元包含点、直线、和多边形等，它们是通过顶点（vertex）指定的。

4>像素是显示硬件能够在屏幕上显示的最小可视元素。

5>OpenGL是一个状态机。

6>OpenGL渲染管线 的一些关键阶段

1. 显示列表

不论什么数据，不论它描写叙述的是几何图元还是像素，都能够保存在显示列表（display list）中，供当前或以后使用。

2. 求值器

全部的几何图元终于都要通过顶点来描写叙述。求值器提供了一种方法，依据控制点计算表示表面的顶点。这样的方法是一种多项式映射，它能够依据控制点产生表面法线、纹理坐标、颜色以及空间坐标值。

3. 基于顶点的操作

把顶点变换为图元

4. 图元装配

图元装配的一个主要内容就是裁剪。

5. 像素操作

6. 纹理装配

OpenGL应用程序能够在几何物体上应用纹理图像，使他们看上去更为逼真。

7. 光栅化

光栅化就是把几何数据和像素数据转换为片段的过程。

8. 片段操作

在数据实际存储到帧缓冲区之前，要运行一系列的操作（纹理处理、測试等）。

7>处理输入事件

1. 能够使用以下这些函数注冊一些回调函数，当指定的事件发生时，这些函数便会被调用

glutReshapeFunc(void(*func)(int w, int h)) 表示当窗体的大小发生改变时应该採取什么行动；

glutKeyboardFunc(void(*func)(unsigned char key, int x, int y))把键盘上的一个键与一个函数相关联，当键被按下或释放时函数被调用；

glutMouseFunc(void(*func)(int button, int state, int x, int y))把鼠标上的一个button与一个函数相关联，当button被按下或释放时函数被调用；

glutMotionFunc(void(*func)(int x, int y))注冊了一个函数，当按下一个鼠标button移动鼠标时，这个函数就会被调用。

8>空暇处理

glutIdleFunc(void(*func)(void));假设向它传递NULL（0），就相当于禁用这个函数。

9>绘制三维物体

圆锥体，立方体、十二面体、二十面体、八面体、球体、茶壶、四面体、圆环面。

10>电影院，每秒24帧 把图片投影到屏幕

11>OpenGL渲染环境是OpenGL在当中存储状态信息的数据结构。

12>模式是特定于应用程序领域的OpenGL功能集的子集。

13>訪问OpenGL函数--找到函数的地址。

范例：

此程序使用了鼠标响应函数和类似重绘的函数。

#include<GL/glut.h>

static GLfloat spin = 0.5;

void init(void)
{
	glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);
	glShadeModel(GL_FLAT);   //设置着色模式,恒定着色或光滑着色
}

void display(void)
{
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
	glPushMatrix();
	glRotatef(spin,0.0,0.0,1.0);
	glColor3f(1.0,1.0,1.0);
	glRectf(-25.0,-25.0,25.0,25.0);
	glPopMatrix();
	glutSwapBuffers();
}

void spinDisplay(void)
{
	spin += 2.0;
	if(spin > 360.0)
		spin -= 360.0;
	glutPostRedisplay(); //使每次循环先调用该函数所在函数，然后调用display
}

void reshape(int w, int h)
{
	glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h); //选择一个所要的画图区域
	glMatrixMode(GL_PROJECTION);
	glLoadIdentity();
	glOrtho(-50.0, 50.0, -50.0, 50.0, -1.0, 1.0);
	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
	glLoadIdentity();
}

void mouse(int button, int state, int x, int y)
{
	switch(button)
	{
		case GLUT_LEFT_BUTTON:
			if(state == GLUT_DOWN)
				glutIdleFunc(spinDisplay);
			break;
		case GLUT_MIDDLE_BUTTON:
			if(state == GLUT_DOWN)
				glutIdleFunc(0);
			break;
		default:
			break;

	}
}

int main(int argc, char** argv)
{
	glutInit(&argc, argv);
	glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB);
	glutInitWindowSize(250,250);
	glutInitWindowPosition(100,100);
	glutCreateWindow(argv[0]);
	init();
	glutDisplayFunc(display);
	glutReshapeFunc(reshape);
	glutMouseFunc(mouse);
	glutMainLoop();
	return 0;
}

第三章 观察

3.1 观察点和矩阵的使用

#include<GL/glut.h>
void init(void)
{
	glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);
	glShadeModel(GL_FLAT);
}

void display(void)
{
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
	glColor3f(1.0,0.0,0.0);
	glLoadIdentity();     //清空矩阵
	/*   视点变换   */
	gluLookAt(0.0,0.0,5.0,0.0,0.0,0.0,0.0,1.0,0.0);
	glScalef(1.0,2.0,1.0);  //模型变换
	glutWireCube(1.0);
	glFlush();
}

void reshape(int w, int h)
{
	glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h);
	glMatrixMode(GL_PROJECTION);
	glLoadIdentity();
	glFrustum(-1.0,1.0,-1.0,1.0,1.5,20.0);
	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
}

int main(int argc, char** argv)
{
	glutInit(&argc, argv);
	glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
	glutInitWindowSize(400,400);
	glutInitWindowPosition(200,200);
	glutCreateWindow("study");
	init();
	glutDisplayFunc(display);
	glutReshapeFunc(reshape);
	glutMainLoop();
	return 0;
}

3.4 GLdouble eqn[4] = {0.0, 1.0, 0.0, 0.0};

glClipPlane(GL_CLIP_PLANE0, eqn);

glEnable(GL_CLIP_PLANE0);     就可以删除y轴下部分附载入剪面

#include<GL/glut.h>
void init(void)
{
	glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);
	glShadeModel(GL_FLAT);
}

void display(void)
{
	GLdouble eqn[4] = {0.0,1.0,0.0,0.0};
	GLdouble eqn2[4] = {1.0,0.0,0.0,0.0};

	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
	glColor3f(1.0,1.0,1.0);
	glPushMatrix();
	glTranslatef(0.0,0.0,-5.0);

	/* 截掉下半部分（y坐标小于0的部分）*/
	glClipPlane(GL_CLIP_PLANE0,eqn);
	glEnable(GL_CLIP_PLANE0);
	/* 截掉下半部分（y坐标小于0的部分）*/
	glClipPlane(GL_CLIP_PLANE1,eqn2);
	glEnable(GL_CLIP_PLANE1);

	glRotatef(90.0,1.0,0.0,0.0);
	glutWireSphere(1.0,20,16);
	glPopMatrix();
	glFlush();

}

void reshape(int w, int h)
{
	glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h);
	glMatrixMode(GL_PROJECTION);
	glLoadIdentity();
	gluPerspective(60.0, (GLfloat)w/(GLfloat)h, 1.0, 20.0);
	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
}

int main(int argc, char** argv)
{
	glutInit(&argc, argv);
	glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
	glutInitWindowSize(400,400);
	glutInitWindowPosition(200,200);
	glutCreateWindow("study");
	init();
	glutDisplayFunc(display);
	glutReshapeFunc(reshape);
	glutMainLoop();
	return 0;
}