OpenGL（二）图形绘制之平面多面体的绘制

通过绘制一个三菱锥初步了解绘制平面多面体。

<span style="font-size:18px;">#include<windows.h>#include<gl/gl.h>#include<gl/glut.h>#include<gl/glu.h>#include<stdio.h>//窗口的大小GLsizei windowWidth;GLsizei windowHeight;//旋转角度参数static GLfloat xRot = 0.0f;static GLfloat yRot = 0.0f;//确定多边形的绕法的方向BOOL bDepth = FALSE; //深度测试开关BOOL bCull =  FALSE; //剔除开关//初始化窗口void SetupRC(void){//设置窗口背景西颜色为黑色glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);//指定多变形的阴影模式为平面阴暗模式glShadeModel(GL_FLAT);}void ChangeSize(int w, int h){if (h == 0)h = 1;glViewport(0, 0, w, h);glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();if (w <= h){glOrtho(-100.0f, 100.0f, -100.0f*h / w, 100.0f*h / w, -100.0f, 100.0f);}else{glOrtho(-100.0f*w / h, 100.0f*w / h, -100.0f, 100.0f, -100.0f, 100.0f);}glMatrixMode(GL_MODELVIEW);glLoadIdentity();}void RenderScene(void){//清除颜色及深度缓冲区glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);//是否开启设度模式if (bDepth)glEnable(GL_DEPTH_TEST);elseglDisable(GL_DEPTH_TEST);//是否打开剔除if (bCull)glEnable(GL_CULL_FACE);elseglDisable(GL_CULL_FACE);//旋转图形glPushMatrix();//角度正负决定是顺逆时针glRotatef(xRot,1.0f,0.0f,0.0f); //使整个场景绕着x轴旋转  glRotatef(yRot, 0.0, 1.0, 0.0f);//使整个场景绕着y轴旋转  //指定顺时针绕法的多变形为正多变边形正面//glFrontFace(GL_CW);//绘制三菱锥的三个棱面    //他们的颜色分别为红、绿、蓝glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);glVertex3f(0.0, 0.0,80);glVertex3f(0.0, 50.0,0.0);glColor3f(1.0,0.0,0.0);  //红色glVertex3f(50.0,-50.0,0.0);glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0); //绿色glVertex3f(-50.0,-50.0,0.0);glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f); //蓝色glVertex3f(0.0,50.0,0.0);glEnd();//绘制三菱锥的地面，其颜色为黄色glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);glVertex3f(0.0,50.0,0.0);glVertex3f(50.0,-50.0,0.0);glColor3f(1.0,1.0,0.0);  //黄色glVertex3f(-50.0,-50.0,0.0);glEnd();glPopMatrix();glutSwapBuffers();  //刷新命令缓冲区}void SpecialKeys(int key, int x, int y){if (key == GLUT_KEY_UP)    xRot -= 5.0f;if (key == GLUT_KEY_DOWN)  xRot += 5.0f;if (key == GLUT_KEY_LEFT)  yRot -= 5.0f;if (key == GLUT_KEY_RIGHT) yRot += 5.0f;//结合glPushMatrix()和glPopMatrix()绘图模式理解旋转// 首先，glPushMateix记住来的绘图坐标（起点）//glRotatef(xRot, 1.0f, 0.0f, 0.0f);//glRotatef(yRot, 0.0f, 1.0f, 0.0f);//然后旋转相应的坐标后绘制图形//glPopMatrix 回到了坐标原来的位置（起点）printf("%lf\n", yRot);if (xRot >= 360.0f)   xRot = 0.0f;if (xRot < -1.0f)    xRot=355.0f;if (yRot >= 360.0f)    yRot = 0.0f;if (yRot < -1.0f)    yRot = 355.0f;//刷新窗口  强制glutPostRedisplay();}void ProcessMenu(int value){switch (value){case 1:bDepth = !bDepth;break;case 2:bCull = !bCull;break;default:break;}//强制刷新glutPostRedisplay();}int main(int argc, char *argv[]){//initialize the GLUT library  //初始化GLUT库glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB);glutCreateWindow("三菱锥");//回调函数glutDisplayFunc(RenderScene);glutReshapeFunc(ChangeSize);//设置特殊键盘相应回调函数glutSpecialFunc(SpecialKeys);//void glutSpecialFunc(void(*func)(int key,int x,int y));//special函数第一个关键字是键盘的值,  x,y是获取鼠标点击的坐标// sets the special keyboard callback for the current window//the special keyboared callback is triggered when keyboard function or //directional keys are pressed//创建一个菜单glutCreateMenu(ProcessMenu);glutAddMenuEntry("深度测试",1);glutAddMenuEntry("剔除背面",2);glutAttachMenu(GLUT_RIGHT_BUTTON);SetupRC();glutMainLoop();return 0;}</span>

程序一开始运行的图片结果如下：

通过旋转和使用深度测试功能结果如下：

本次学习知识点:

在旋转的过程中，红色的棱镜始终不能显示出来，这是因为红色的棱面是最先绘制的，它总是被后面绘制的绿色，

蓝色或黄色的多边形所遮挡，要改变这种状况就需要启用深度测试。
1.  深度测试 (恢复看不到的区域)
 在绘制图形的过程中，有时一个物体的一部分会被其前方的物体挡住(从观察者的角度看)，如果这是这个物体在档在其前面的物体绘制完成之后绘制，那么屏幕中显示的图形将不是我们所希望的，即后面的物体挡住了前面的物体。
只需启用一项称为深度测试的功能就可以解决这一问题。

    启动深度测试： 调用  glEnable(GL_DEPTH_TEST);

    关闭深度测试： 调用 glDisable(GL_DEPTH_TEST);

深度测试是一种移除被挡住表面的有效技术，它的过程是：在绘制一个像素时，会给他分配一个值(称为z值)，这个值表示它与观察者的距离。然后，如果需要在同一个位置上绘制另一个像素，将比较新像素和已经保存的该位置的像素的z值。如果新像素的z的值比较大，即它离观察者更近因而在原来那个像素的前面，原来的像素就会被新像素挡住。这一操作在内部有深度缓冲区完成。

为了使深度缓冲区正常完成深度测试功能，每次渲染场景时，必须先清除深度缓冲区：
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT｜GL_DEPTH_BUFFER_BIT)

2.隐藏表面

启用深度测试之后，我们得到良好的视觉效果，但是还是付出了一些性能代价，因为每个画出的像素都必须与先前像素的z值比较。但是如果我们知道某些表面无论如何也不必画出，我们可以将其指出，这种技术称为"剔除"，这种技术可以将已知永远看不到的几何图形消除掉，这样可以显著的改善性能。
那么哪些表面时永远看不到的呢？最常见的例子就是封闭物体的内部表面。一种称为回溯的技术可以消除表面的背面，通过

                glEnable/glDisable(GL_CULL_FACE)

来实现。启用剔除技术后，我们发现三棱锥的底面消失了，这是因为在绘制的过程中，我们都使用了顺时针绕法的多边形正面，但这样底面的正面正对着三棱锥的内部，故此启用剔除技术后把底面剔出掉了，要改变这种状况，可以在绘制三棱锥的底面前调用函数

                  glFrontFace(GL_CCW);