OpenGL编程实例

OpenGL程序实例——窗口管理
• 指定窗口的显示内容时，这个函数就会被调用
• 运行框架（ glutMainLoop）
进行一个消息循环 .这个函数可以显示窗口，并且等待窗口
关闭后才会返回
OpenGL程序实例——绘制图形
• 指定窗口背景色（ glClearColor）
• 设定窗口的显示模式（ glutInitDisplayMode）
设置显示方式，其中GLUT_RGB表示使用RGB颜色，与之对
应的还有GLUT_INDEX（表示使用索引颜色）。 GLUT_SINGLE表示使用单缓冲，与之对应的还有 GLUT_DOUBLE（使用双缓冲）
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OpenGL程序实例——窗口管理
• glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);
• 颜色管理，使用RGB颜色模型。一种颜
色用红、绿、蓝三种颜色成分混合而成， 每种颜色成分使用0.0到1.0之间的任意 有效浮点数来表示颜色值。
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OpenGL程序实例——绘制图形
表2.2 OpenGL的一些常用混合色
混合色 黑 红 绿 黄 蓝 紫 青 深灰 浅灰 棕 南瓜橙 粉红 紫红 白 红色成分（R） 0.0 1.0 0.0 1.0 0.0 1.0 0.0 0.25 0.75 0.60 0.98 0.98 0.60 1.0 绿色成分（G） 0.0 0.0 1.0 1.0 0.0 0.0 1.0 0.25 0.75 0.40 0.625 0.04 0.40 1.0 蓝色成分（B） 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 1.0 1.0 0.25 0.75 0.12 0.12 0.70 0.70 1.0
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OpenGL的基本语法——相关库
• OpenGL核心库：gl
• OpenGL实用程序库： glu • OpenGL编程辅助库：aux • OpenGL实用程序工具包（OpenGL utility toolkit，GLUT）：glut
• Windows专用库：wgl
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OpenGL的基本语法——命名规则
目前，OpenGL标准由1992年成立的独立
财团OpenGL Architecture Review Board
（ARB）以投票方式产生，并制成规范文
档公布。
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OpenGL的主要功能
• 模型绘制
• 模型观察
• 颜色模式 • 光照应用
• 图像效果增强
• 位图和图像处理
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OpenGL的主要功能
• 纹理映射
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OpenGL的绘制流程——流水线
• OpenGL命令将被放在一个命令缓冲区中，这 样命令缓冲区中包含了大量的命令、顶点数据 和纹理数据。当缓冲区被清空时，缓冲区中的 命令和数据都将传递给流水线的下一个阶段。
调用OpenGL API函数 OpenGL命 令缓冲区 变换、光照 光栅化 帧缓存
图一条简化的OpenGL绘制流水线
OpenGL程序实例1——绘制矩形
int main(int argc, char* argv[]) { glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB); //初始化窗口的显示模式 glutInitWindowSize(400,300); //设置窗口的尺寸 glutInitWindowPosition(100,120); //设置窗口的位置 glutCreateWindow("矩形"); //创建一个名为矩形的窗口 glutDisplayFunc(Display); //设置当前窗口的显示回调函数 Initial(); //完成窗口初始化 glutMainLoop(); //启动主GLUT事件处理循环 return 0; }
//绘制黑色环
//绘制蓝色环
//绘制红色环
}
OpenGL程序实例2——绘制奥运五环
void ChangeSize(int w, int h) { glViewport(0, 0, w, h); glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); gluOrtho2D (-70.0f, 70.0f, -70.0f, 70.0f); }
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OpenGL程序实例——绘制图形
• 刷新窗口的缓冲区（ glClear）
• 设定投影参数
glMatrixMode(GL_PROJECTION); gluOrtho2D(0.0,200.0,0.0,150.0);
• 绘制图形
glRectf(50.0f, 100.0f, 150.0f, 50.0f);
• 实时动画 • 交互技术
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OpenGL的绘制流程——工作方式
• 一个完整的窗口系统的
应用软件
OpenGL图形处理系统的 结构为：最底层为图形硬 件，第二层为操作系统， 第三层为窗口系统，第四
OpenGL 窗口系统
操作系统
层为OpenGL，最上面的
层为应用软件。
图形硬件
图 OpenGL图形处理系统在 计算机系统中的层次结构
OpenGL程序实例2——绘制奥运五环
void Display(void) { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); glCallList(OlympicRings); //调用显示列表 glFlush(); }
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OpenGL程序实例1——绘制矩形
#include <gl/glut.h> void Initial(void) { glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f); //设置窗口背景颜色为白色 glMatrixMode(GL_PROJECTION); //设置投影参数 gluOrtho2D(0.0,200.0,0.0,150.0); } void Display(void) { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); //用当前背景色填充窗口 glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); //设置当前的绘图颜色为红色 glRectf(50.0f, 100.0f, 150.0f, 50.0f); //绘制一个矩形 glFlush(); //处理所有的OpenGL程序 }
GLubyte，GLboolean GLshort GLuint，GLenum， GLbitfield
64位浮点数
double
D
Ub Us Ui
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8位无符号整数 unsigned char 16位无符号整 unsigned short 数 32位无符号整 unsigned long 数
OpenGL程序实例——头文件包含
• 利用OpenGL实现图形绘制，首先要引
入OpenGL核心库以及其他需要使用的
库的头文件。
• GLUT保证了gl.h和glu.h被正确包含。
#include <gl/glut.h> #include <windows.h>
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OpenGL程序实例——窗口管理
• 初始化（ glutInit ）
对GLUT进行初始化，这个函数必须在其它的GLUT使用之前 调用一次 glutInit(&argc, argv);
OpenGL程序实例2——绘制奥运五环
#include <gl/glut.h> GLuint OlympicRings; void Initial(void) { glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f); OlympicRings = glGenLists(1); glNewList(OlympicRings, GL_COMPILE); glColor3f(1.0, 1.0, 0.0); glTranslatef(-22.0, 0.0, 0.0); glutSolidTorus(0.5, 20.0, 15, 50); //绘制黄色环
OpenGL程序实例2——绘制奥运五环
int main(int argc, char* argv[]) { glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB); glutInitWindowSize(400,400); glutInitWindowPosition(100,100); glutCreateWindow("OpenGL模型绘制函数示例"); glutDisplayFunc(Display); glutReshapeFunc(ChangeSize); Initial(); glutMainLoop(); return 0; }
OpenGL数据类型 GLbyte GLshort GLint，GLsizei GLfloat，GLclampf 内部表示法 8位整数 16位整数 32位整数 32位浮点数 定义为C类型 signed char short long float C字面值后 缀 B S L F
GLdouble，GLclampd
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直线的绘制
• 直线的绘制模式
– GL_LINES – GL_LINE_STRIP – GL_LINE_LOOP
P5 P5 P3 P2 P3 P2 P3
P5 P2
P4 （a）GL_LINES画线模式
P1
P4 （b）GL_LINE_LOOP画线模式 图5-57 OpenGL画线模式
P1
P4 （c）GL_LINE_STRIP画线模式
OpenGL程序实例2——绘制奥运五环
glColor3f(0.0, 1.0, 0.0); glTranslatef(44.0, 0.0, 0.0); glutSolidTorus(0.5, 20.0, 15, 50); glColor3f(0.0, 0.0, 0.0); glTranslatef(-22.0, 30.0, 0.0); glutSolidTorus(0.5, 20.0, 15, 50); glColor3f(0.0, 0.0, 1.0); glTranslatef(-42.0, 0.0, 0.0); glutSolidTorus(0.5, 20.0, 15, 50); glColor3f(1.0, 0.0, 0.0); glTranslatef(84.0, 0.0, 0.0); glutSolidTorus(0.5, 20.0, 15, 50); glEndList(); //绘制绿色环