opengl编程指南

第一章 opengl简介

1.1 什么是opengl

opengl是图形硬件的一种软件接口。

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

2>模型（model）是根据几何图元创建的，也成为物体（object）。

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

4>像素是显示硬件可以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

任何数据，不论它描述的是几何图元还是像素，都可以保存在显示列表（display list）中，供当前或以后使用。

2. 求值器

所有的几何图元最终都要通过顶点来描述。求值器提供了一种方法，根据控制点计算表示表面的顶点。这种方法是一种多项式映射，它可以根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应用程序可以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，要执行一系列的操作（纹理处理、测试等）。

7>处理输入事件

1. 可以使用下面这些函数注册一些回调函数，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)) 表示当窗口的大小发生改变时应该采取什么行动；

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))把鼠标上的一个按钮与一个函数相关联，当按钮被按下或释放时函数被调用；

glutMotionFunc(void(*func)(int x, int y))注册了一个函数，当按下一个鼠标按钮移动鼠标时，这个函数就会被调用。

8>空闲处理

glutIdleFunc(void(*func)(void));如果向它传递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在其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>访问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); //选择一个所要的绘图区域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);     即可删除y轴下部分附加载剪面

#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;}