Opentk教程系列-1绘制一个三角形

OpenTK的官方文档是真心的少，他们把怎么去安装OpenTK说的很清楚，但是也就仅限于此，这有一篇learn opentk in 15的教程（链接已经失效，译者注），但是并不完美。你可以在15分钟内做一些简单的事情，但是却很难理解代码的内部机制。本文使用了一部分该教程的代码，使用的是过时的方式（非VBO），但是有助于理解OPENTK/OPENGL的绘图机制。

---

Part 1：安装

首先，安装OpenTK。 这是一个非常简单的过程，可以参考官方教程，我这里推荐使用Nuget。

打开自己喜欢的IDE（集成开发环境）。 我使用Visual Studio，但是MonoDevelop和SharpDevelop应该都可以正常工作。

新建一个控制台（console）程序，右键点击工程，管理nuget引用，输入opentk，安装就ok了。

Part 2: 编程

现在我们有一个空的项目。 我们首先要做的是打开Program.cs文件。现在这是一个基础类，什么都不做。我们将继续为我们的主要功能。要开始显示图形，我们需要制作GameWindow类型的子类。 添加一个名为“Game”的新类。 使它成为GameWindow的子类（您需要为OpenTK添加一个using指令才能使用该类）。

差不多是这样：

using OpenTK;
using OpenTK.Graphics.OpenGL;
using System;

namespace OpentkTutorials
{
    class Game : GameWindow
    {
    }
}

回到Program.cs，添加代码：

namespace OpentkTutorials
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (var game = new Game())
            {
                game.Run(30.0);
            }
        }
    }
}

运行就可以看到效果了：

这是一个空窗口，但是说明我们成功了。

GameWindow的Run方法有多个重载。使用30.0的float类型参数，Run函数会以30次/秒的频率引发窗口的UpdateFrame事件，同样的，计算机将处理相同频率的RenderFrame事件。

现在，我们来让窗口做一些更有趣的事情。 在Game类中，您可以使用几种方法来重载以添加新功能。 我们要重载的第一个是onLoad。如果您使用Visual Studio，只需输入“override”并添加一个空格即可给出一个可用于覆盖的GameWindow类中的方法列表。此方法的基本形式为：

protected override void OnLoad(EventArgs e)
{
         base.OnLoad(e);
}

我们再写点别的：

protected override void OnLoad(EventArgs e)
{
         base.OnLoad(e);
 		 //修改窗口标题
         Title = "Hello OpenTK!";
 		 //设置背景颜色为，额，不知道什么蓝（需要添加 OpenTK.Graphics.OpenGL and System.Drawing引用）
         GL.ClearColor(Color.CornflowerBlue);
}

我们必须再做一件事情，然后才会看到这种颜色变化。 使用以下代码为OnRenderFrame方法添加另一个重载：

protected override void OnRenderFrame(FrameEventArgs e)
{
         base.OnRenderFrame(e);

         GL.Clear(ClearBufferMask.ColorBufferBit | ClearBufferMask.DepthBufferBit);

         SwapBuffers();
}

先上车，以后再解释这部分。我们应该能看到修改效果：

现在的背景是蓝色，标题也改过来了。

接下来，当正确调整窗口大小时，我们将添加代码来处理。我们需要告诉OpenGL如何调整新窗口大小，所以我们需要一些处理它的代码。

protected override void OnResize(EventArgs e)
{

         base.OnResize(e);

         GL.Viewport(ClientRectangle.X, ClientRectangle.Y, ClientRectangle.Width, ClientRectangle.Height);

         Matrix4 projection = Matrix4.CreatePerspectiveFieldOfView((float)Math.PI / 4, Width / (float)Height, 1.0f, 64.0f);

        GL.MatrixMode(MatrixMode.Projection);

        GL.LoadMatrix(ref projection);
}

这段代码只是告诉OpenGL窗口的位置，以及我们想要绘制的窗口。现在这些不重要，但是当我们实际绘制一些东西，或者做一个真实的游戏时，处理大小调整将非常重要。

我们回到OnRenderFrame方法，并实际绘制一些东西。 我们需要做的第一件事就是告诉OpenGL我们正在从哪个方向看。因为我们实际上有可能会在3D中制作一些东西，所以我们面对的方向（视角）很重要。

在调用SwapBuffers（）之前，下一节的所有代码将进入OnRenderFrame。 这是因为我们需要画一些东西才能交换缓冲区。默认情况，我们使用“双缓冲”设置。 当我们要把东西画到屏幕上时，我们首先绘制一个“缓冲区”，后来被“交换”到屏幕内容。 这样可以确保在屏幕更新之前，所有内容都会在屏幕上绘制出来。

以下代码将在准备一个平面，我们可以在上面画三角形。

           Matrix4 modelview = Matrix4.LookAt(Vector3.Zero, Vector3.UnitZ, Vector3.UnitY);

            GL.MatrixMode(MatrixMode.Modelview);

            GL.LoadMatrix(ref modelview);

现在我们要画三角形本身。 第一步是告诉OpenGL我们想画些东西。 我们用GL.Begin函数做到这一点。 它需要一个参数，即使用的绘图模式。 可以选择绘制四边形，三角形，点，多边形和“条”。 我们只是使用一个三角形，所以我们需要的代码是：

GL.Begin(BeginMode.Triangles);

BeginMode有以下几种模式，（现在调用这个方法会显示已经过时，需要使用PrimitiveType代替）可以参考OPENGL文档，或者园子里有人写过：

http://www.cnblogs.com/helloj2ee/archive/2013/03/12/2956181.html

现在我们已经告诉OPENTK如何绘制，我们需要给它形状的顶点。 为此，我们使用GL.Vertex3函数。3D空间中单个点的坐标需要三个浮点数。

 GL.Vertex3(-1.0f, -1.0f, 4.0f);
 GL.Vertex3(1.0f, -1.0f, 4.0f);
 GL.Vertex3(0.0f, 1.0f, 4.0f);

在将所有点送到显卡之前，我们需要告诉OPENGL我们打完收工了。

GL.End();

跑完，应该是这个效果：

我们再深入一步，添加一点色彩。使用GL.Color3函数，可以设置定点颜色，需要在设置位置之前调用。

GL.Color3(1.0f, 0.0f, 0.0f);
GL.Vertex3(-1.0f, -1.0f, 4.0f);

GL.Color3(0.0f, 1.0f, 0.0f);
GL.Vertex3(1.0f, -1.0f, 4.0f);

GL.Color3(0.0f, 0.0f, 1.0f);
GL.Vertex3(0.0f, 1.0f, 4.0f);

最后效果差不多是这样：

为什么它是一个渐变的三角形？ 这是因我们使用的是默认着色器（shader）。着色器允许许多非常惊人的效果，例如凹凸贴图，照明，phong光照等。默认值在绘制顶点时简单地插入给它们的颜色和位置的值。着色器是一个更复杂的功能（甚至使用自己的脚本语言），以后我们会讲到。

---

本系列教程翻译自Neo Kabuto's Blog。已经取得作者授权。

本文原文地址http://neokabuto.blogspot.com/2013/02/opentk-tutorial-1-opening-windows-and.html

原文代码可以在github上找到。