OpenGL学习笔记 (1) —— 在VS2008下的两个简单例子

2011-04-04 wcdj

 

(1) 使用系统默认自带的OpenGL库文件

 

首先在VS2008下新建一个Win32的GUI空白程序，然后，在工程属性->配置属性->链接器->输入->附加依赖项 中添加OpenGL所需要的lib文件，之间用空格隔开：OpenGL32.lib GLu32.lib GLaux.lib (略)

 

#include <windows.h> // Windows的头文件 #include <gl/gl.h> // OpenGL32库的头文件 #include <gl/glu.h> // GLu32库的头文件 //#include <gl/glaux.h> // GLaux库的头文件 HGLRC hRC=NULL; // 永久着色描述表 HDC hDC=NULL; // 私有GDI设备描述表 HWND hWnd=NULL; // 保存我们的窗口句柄 HINSTANCE hInstance; // 保存程序的实例 bool keys[256]; // 用于键盘例程的数组 bool active=TRUE; // 窗口的活动标志，缺省为TRUE bool fullscreen=TRUE; // 全屏标志缺省设定成全屏模式 LRESULT CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);// WndProc的定义 GLvoid ReSizeGLScene(GLsizei width, GLsizei height)// 重置并初始化GL窗口大小 { if (height==0)// 防止被零除 { height=1;// 将Height设为1 } glViewport(0, 0, width, height);// 重置当前的视口(Viewport) glMatrixMode(GL_PROJECTION);// 选择投影矩阵 glLoadIdentity();// 重置投影矩阵 // 计算窗口的外观比例 gluPerspective(45.0f,(GLfloat)width/(GLfloat)height,0.1f,100.0f); glMatrixMode(GL_MODELVIEW);// 选择模型观察矩阵 glLoadIdentity();// 重置模型观察矩阵 } int InitGL(GLvoid)// 此处开始对OpenGL进行所有设置 { glShadeModel(GL_SMOOTH);// 启用阴影平滑 glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);// 黑色背景 glClearDepth(1.0f);// 设置深度缓存 glEnable(GL_DEPTH_TEST);// 启用深度测试 glDepthFunc(GL_LEQUAL);// 所作深度测试的类型 glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);// 真正精细的透视修正 return TRUE;// 初始化 OK } int DrawGLScene(GLvoid)// 从这里开始进行所有的绘制 { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);// 清除屏幕和深度缓存 glLoadIdentity();// 重置当前的模型观察矩阵 // 增加新的物体 return TRUE;// 一切OK } GLvoid KillGLWindow(GLvoid)// 正常销毁窗口 { if (fullscreen)// 处于全屏模式吗 { ChangeDisplaySettings(NULL,0);// 是的话，切换回桌面 ShowCursor(TRUE);// 显示鼠标指针 } if (hRC)// 拥有着色描述表吗 { if (!wglMakeCurrent(NULL,NULL))// 能否释放DC和RC描述表 { MessageBox(NULL,_T("Release Of DC And RC Failed."),_T("SHUTDOWN ERROR"),MB_OK | MB_ICONINFORMATION); } if (!wglDeleteContext(hRC))// 能否删除RC { MessageBox(NULL,_T("Release Rendering Context Failed."),_T("SHUTDOWN ERROR"),MB_OK | MB_ICONINFORMATION); } hRC=NULL;// 将RC设为NULL } if (hDC && !ReleaseDC(hWnd,hDC))// 能否释放DC { MessageBox(NULL,_T("Release Device Context Failed."),_T("SHUTDOWN ERROR"),MB_OK | MB_ICONINFORMATION); hDC=NULL;// 将DC设为NULL } if (hWnd && !DestroyWindow(hWnd))// 能否销毁窗口 { MessageBox(NULL,_T("Could Not Release hWnd."),_T("SHUTDOWN ERROR"),MB_OK | MB_ICONINFORMATION); hWnd=NULL;// 将hWnd设为NULL } if (!UnregisterClass(_T("OpenGL"),hInstance))// 能否注销窗口类 { MessageBox(NULL,_T("Could Not Unregister Class."),_T("SHUTDOWN ERROR"),MB_OK | MB_ICONINFORMATION); hInstance=NULL;// 将hInstance设为NULL } } BOOL CreateGLWindow(char* title, int width, int height, int bits, bool fullscreenflag) { GLuint PixelFormat; // 保存查找匹配的结果 WNDCLASS wc; // 窗口类结构 DWORD dwExStyle; // 扩展窗口风格 DWORD dwStyle; // 窗口风格 RECT WindowRect; // 取得矩形的左上角和右下角的坐标值 WindowRect.left=(long)0; // 将Left设为 0 WindowRect.right=(long)width; // 将Right设为要求的宽度 WindowRect.top=(long)0; // 将Top设为 0 WindowRect.bottom=(long)height; // 将Bottom设为要求的高度 fullscreen=fullscreenflag; // 设置全局全屏标志 hInstance = GetModuleHandle(NULL); // 取得窗口的实例 wc.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW | CS_OWNDC; // 移动时重画，并为窗口取得DC wc.lpfnWndProc = (WNDPROC) WndProc; // WndProc处理消息 wc.cbClsExtra = 0; // 无额外窗口数据 wc.cbWndExtra = 0; // 无额外窗口数据 wc.hInstance = hInstance; // 设置实例 wc.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_WINLOGO); // 装入缺省图标 wc.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW); // 装入鼠标指针 wc.hbrBackground = NULL; // GL不需要背景 wc.lpszMenuName = NULL; // 不需要菜单 wc.lpszClassName = _T("OpenGL"); // 设定类名字 if (!RegisterClass(&wc)) // 尝试注册窗口类 { MessageBox(NULL,_T("Failed To Register The Window Class."),_T("ERROR"),MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION); return FALSE;// 退出并返回FALSE } if (fullscreen)// 要尝试全屏模式吗 { DEVMODE dmScreenSettings; // 设备模式 memset(&dmScreenSettings,0,sizeof(dmScreenSettings)); // 确保内存分配 dmScreenSettings.dmSize=sizeof(dmScreenSettings); // Devmode 结构的大小 dmScreenSettings.dmPelsWidth = width; // 所选屏幕宽度 dmScreenSettings.dmPelsHeight = height; // 所选屏幕高度 dmScreenSettings.dmBitsPerPel = bits; // 每象素所选的色彩深度 dmScreenSettings.dmFields = DM_BITSPERPEL|DM_PELSWIDTH|DM_PELSHEIGHT; // 尝试设置显示模式并返回结果。注: CDS_FULLSCREEN 移去了状态条。 if (ChangeDisplaySettings(&dmScreenSettings,CDS_FULLSCREEN)!=DISP_CHANGE_SUCCESSFUL) { // 若模式失败，提供两个选项：退出或在窗口内运行。 if (MessageBox(NULL,_T("The Requested Fullscreen Mode Is Not Supported By/nYour Video Card. Use Windowed Mode Instead?"),_T("NeHe GL"),/ MB_YESNO|MB_ICONEXCLAMATION)==IDYES) { fullscreen=FALSE;// 选择窗口模式(Fullscreen=FALSE) } else { // Pop Up A Message Box Letting User Know The Program Is Closing. MessageBox(NULL,_T("Program Will Now Close."),_T("ERROR"),MB_OK|MB_ICONSTOP); return FALSE;//退出并返回FALSE } } } if (fullscreen)// 仍处于全屏模式吗 { dwExStyle=WS_EX_APPWINDOW; // 扩展窗体风格 dwStyle=WS_POPUP; // 窗体风格 ShowCursor(FALSE); // 隐藏鼠标指针 } else { dwExStyle=WS_EX_APPWINDOW | WS_EX_WINDOWEDGE; // 扩展窗体风格 dwStyle=WS_OVERLAPPEDWINDOW; // 窗体风格 } AdjustWindowRectEx(&WindowRect, dwStyle, FALSE, dwExStyle);// 调整窗口达到真正要求的大小 if (!(hWnd=CreateWindowEx( dwExStyle, // 扩展窗体风格 _T("OpenGL"), // 类名字 title, // 窗口标题 WS_CLIPSIBLINGS | // 必须的窗体风格属性 WS_CLIPCHILDREN | // 必须的窗体风格属性 dwStyle, // 选择的窗体属性 0,0, // 窗口位置 WindowRect.right-WindowRect.left, // 计算调整好的窗口宽度 WindowRect.bottom-WindowRect.top, // 计算调整好的窗口高度 NULL, // 无父窗口 NULL, // 无菜单 hInstance, // 实例 NULL))) // 不向WM_CREATE传递任何东东 { KillGLWindow();// 重置显示区 MessageBox(NULL,_T("Window Creation Error."),_T("ERROR"),MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION); return FALSE;// 返回 FALSE } static PIXELFORMATDESCRIPTOR pfd = //pfd 告诉窗口我们所希望的东东 { sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR), //上述格式描述符的大小 1, // 版本号 PFD_DRAW_TO_WINDOW | // 格式必须支持窗口 PFD_SUPPORT_OPENGL | // 格式必须支持OpenGL PFD_DOUBLEBUFFER, // 必须支持双缓冲 PFD_TYPE_RGBA, // 申请 RGBA 格式 bits, // 选定色彩深度 0, 0, 0, 0, 0, 0, // 忽略的色彩位 0, // 无Alpha缓存 0, // 忽略Shift Bit 0, // 无聚集缓存 0, 0, 0, 0, // 忽略聚集位 16, // 16位 Z-缓存 (深度缓存) 0, // 无模板缓存 0, // 无辅助缓存 PFD_MAIN_PLANE, // 主绘图层 0, // 保留 0, 0, 0 // 忽略层遮罩 }; if (!(hDC=GetDC(hWnd)))// 取得设备描述表了么 { KillGLWindow();// 重置显示区 MessageBox(NULL,_T("Can't Create A GL Device Context."),_T("ERROR"),MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION); return FALSE;// 返回 FALSE } if (!(PixelFormat=ChoosePixelFormat(hDC,&pfd)))// Windows 找到相应的象素格式了吗 { KillGLWindow();// 重置显示区 MessageBox(NULL,_T("Can't Find A Suitable PixelFormat."),_T("ERROR"),MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION); return FALSE;// 返回 FALSE } if(!SetPixelFormat(hDC,PixelFormat,&pfd))// 能够设置象素格式么 { KillGLWindow();// 重置显示区 MessageBox(NULL,_T("Can't Set The PixelFormat."),_T("ERROR"),MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION); return FALSE;// 返回 FALSE } if (!(hRC=wglCreateContext(hDC)))// 能否取得着色描述表 { KillGLWindow();// 重置显示区 MessageBox(NULL,_T("Can't Create A GL Rendering Context."),_T("ERROR"),MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION); return FALSE;// 返回 FALSE } if(!wglMakeCurrent(hDC,hRC))// 尝试激活着色描述表 { KillGLWindow();// 重置显示区 MessageBox(NULL,_T("Can't Activate The GL Rendering Context."),_T("ERROR"),MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION); return FALSE;// 返回 FALSE } ShowWindow(hWnd,SW_SHOW); // 显示窗口 SetForegroundWindow(hWnd); // 略略提高优先级 SetFocus(hWnd); // 设置键盘的焦点至此窗口 ReSizeGLScene(width, height); // 设置透视 GL 屏幕 if (!InitGL())// 初始化新建的GL窗口 { KillGLWindow();// 重置显示区 MessageBox(NULL,_T("Initialization Failed."),_T("ERROR"),MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION); return FALSE;// 返回 FALSE } return TRUE;// 成功 } LRESULT CALLBACK WndProc( HWND hWnd, // 窗口的句柄 UINT uMsg, // 窗口的消息 WPARAM wParam, // 附加的消息内容 LPARAM lParam) // 附加的消息内容 { switch (uMsg)// 检查Windows消息 { case WM_ACTIVATE:// 监视窗口激活消息 { if (!HIWORD(wParam))// 检查最小化状态 { active=TRUE;// 程序处于激活状态 } else { active=FALSE;// 程序不再激活 } return 0;// 返回消息循环 } case WM_SYSCOMMAND:// 中断系统命令Intercept System Commands { switch (wParam)// 检查系统调用Check System Calls { case SC_SCREENSAVE:// 屏保要运行? case SC_MONITORPOWER:// 显示器要进入节电模式? return 0;// 阻止发生 } break;// 退出 } case WM_CLOSE:// 收到Close消息? { PostQuitMessage(0);// 发出退出消息 return 0; } case WM_KEYDOWN:// 有键按下么? { keys[wParam] = TRUE;// 如果是，设为TRUE return 0;// 返回 } case WM_KEYUP:// 有键放开么? { keys[wParam] = FALSE;// 如果是，设为FALSE return 0;// 返回 } case WM_SIZE: { ReSizeGLScene(LOWORD(lParam),HIWORD(lParam)); return 0; } } // 向DefWindowProc传递所有未处理的消息。 return DefWindowProc(hWnd,uMsg,wParam,lParam); } int WINAPI WinMain( HINSTANCE hInstance, // 实例 HINSTANCE hPrevInstance, // 前一个实例 LPSTR lpCmdLine, // 命令行参数 int nCmdShow) // 窗口显示状态 { MSG msg; // Windowsx消息结构 BOOL done=FALSE; // 用来退出循环的Bool 变量 // 提示用户选择运行模式 if (MessageBox(NULL,_T("Would You Like To Run In Fullscreen Mode?"),_T("Start FullScreen?"),MB_YESNO|MB_ICONQUESTION)==IDNO) { fullscreen=FALSE; // 窗口模式 } // 创建OpenGL窗口 if (!CreateGLWindow("NeHe's OpenGL Framework",640,480,16,fullscreen)) { return 0;// 失败退出 } while(!done)// 保持循环直到 done=TRUE { if (PeekMessage(&msg,NULL,0,0,PM_REMOVE))// 有消息在等待吗? { if (msg.message==WM_QUIT)// 收到退出消息? { done=TRUE;// 是，则done=TRUE } else// 不是，处理窗口消息 { TranslateMessage(&msg); // 翻译消息 DispatchMessage(&msg); // 发送消息 } } else// 如果没有消息 { // 绘制场景。监视ESC键和来自DrawGLScene()的退出消息 if (active)// 程序激活的么? { if (keys[VK_ESCAPE])// ESC 按下了么? { done=TRUE;// ESC 发出退出信号 } else// 不是退出的时候，刷新屏幕 { DrawGLScene();// 绘制场景 SwapBuffers(hDC);// 交换缓存 (双缓存) } } if (keys[VK_F1])// 允许用户按下F1键在全屏模式和窗口模式间切换 { keys[VK_F1]=FALSE;// 若是，使对应的Key数组中的值为 FALSE KillGLWindow();// 销毁当前的窗口 fullscreen=!fullscreen; // 切换 全屏 / 窗口 模式 // 重建 OpenGL 窗口 if (!CreateGLWindow("NeHe's OpenGL Framework",640,480,16,fullscreen)) { return 0;// 如果窗口未能创建，程序退出 } } } } // 关闭程序 KillGLWindow();// 销毁窗口 return (msg.wParam);// 退出程序 }

 

(2) 下载使用GLUT (The OpenGL Utility Toolkit) 开发包

下载地址：
GLUT and OpenGL Utility Libraries
http://www.opengl.org/resources/libraries/
Windows环境下的GLUT下载地址：（大小约为150k）
http://www.opengl.org/resources/libraries/glut/glutdlls37beta.zip

About GLUT

GLUT - The OpenGL Utility Toolkit

GLUT (pronounced like the glut in gluttony) is the OpenGL Utility Toolkit, a window system independent toolkit for writing OpenGL programs. It implements a simple windowing application programming interface (API) for OpenGL. GLUT makes it considerably easier to learn about and explore OpenGL programming. GLUT provides a portable API so you can write a single OpenGL program that works across all PC and workstation OS platforms.

GLUT is designed for constructing small to medium sized OpenGL programs. While GLUT is well-suited to learning OpenGL and developing simple OpenGL applications, GLUT is not a full-featured toolkit so large applications requiring sophisticated user interfaces are better off using native window system toolkits. GLUT is simple, easy, and small.

The GLUT library has both C, C++ (same as C), FORTRAN, and Ada programming bindings. The GLUT source code distribution is portable to nearly all OpenGL implementations and platforms. The current version is 3.7. Additional releases of the library are not anticipated.

GLUT is not open source. Mark Kilgard maintains the copyright. There are a number of newer and open source alternatives.

The current version of the GLUT API is 3.
The current source code distribution is GLUT 3.7.

The toolkit supports:

    * Multiple windows for OpenGL rendering
    * Callback driven event processing
    * Sophisticated input devices
    * An 'idle' routine and timers
    * A simple, cascading pop-up menu facility
    * Utility routines to generate various solid and wire frame objects
    * Support for bitmap and stroke fonts
    * Miscellaneous window management functions


安装 glut 后的一个例子：

 

/* 该程序的作用是在一个黑色的窗口中央画一个白色的矩形 */ #include <GL/glut.h> void myDisplay(void) { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glRectf(-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f); glFlush(); } int main(int argc, char *argv[]) { glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE); glutInitWindowPosition(100, 100); glutInitWindowSize(400, 400); glutCreateWindow("第一个OpenGL程序"); glutDisplayFunc(&myDisplay); glutMainLoop(); return 0; }

 

下面对各行语句进行说明：
(1)
首先，需要包含头文件 #include <GL/glut.h>，这是GLUT的头文件。本来OpenGL程序一般还要包含<GL/gl.h>和<GL/glu.h>，但GLUT的头文件中已经自动将这两个文件包含了，不必再次包含。
(2)
然后，看main函数，int main(int argc, char *argv[])，这个是带命令行参数的main函数。
注意main函数中的各语句，除了最后的return之外，其余全部以glut开头。这种以glut开头的函数都是GLUT工具包所提供的函数，下面对用到的几个函数进行介绍。
1、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。其格式比较死板，一般照抄这句glutInit(&argc, argv)就可以了。
2、 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）。更多信息，请自己Google。当然以后的教程也会有一些讲解。
3、glutInitWindowPosition，这个简单，设置窗口在屏幕中的位置。
4、glutInitWindowSize，这个也简单，设置窗口的大小。
5、glutCreateWindow，根据前面设置的信息创建窗口。参数将被作为窗口的标题。注意：窗口被创建后，并不立即显示到屏幕上。需要调用glutMainLoop才能看到窗口。
6、glutDisplayFunc，设置一个函数，当需要进行画图时，这个函数就会被调用。（这个说法不够准确，但准确的说法可能初学者不太好理解，暂时这样说吧）。
7、glutMainLoop，进行一个消息循环。（这个可能初学者也不太明白，现在只需要知道这个函数可以显示窗口，并且等待窗口关闭后才会返回，这就足够了。）

在glutDisplayFunc函数中，我们设置了“当需要画图时，请调用myDisplay函数”。于是myDisplay函数就用来画图。观察myDisplay中的三个函数调用，发现它们都以gl开头。这种以gl开头的函数都是OpenGL的标准函数，下面对用到的函数进行介绍。
1、glClear，清除。GL_COLOR_BUFFER_BIT表示清除颜色，glClear函数还可以清除其它的东西，但这里不作介绍。
2、glRectf，画一个矩形。四个参数分别表示了位于对角线上的两个点的横、纵坐标。
3、glFlush，保证前面的OpenGL命令立即执行（而不是让它们在缓冲区中等待）。其作用跟fflush(stdout)类似


参考：
OpenGL官网
http://www.opengl.org/

Nehe的教程
(1) EN版：
http://nehe.gamedev.net/data/lessons/lesson.asp?lesson=01
http://users.polytech.unice.fr/~buffa/cours/synthese_image/DOCS/Tutoriaux/Nehe/lesson1.htm
(2) CN版：
OpenGL教程之新手上路
http://blog.youkuaiyun.com/lovetangtang/archive/2006/01/16/580530.aspx

VS2008 OpenGL 配置
http://lujun5918.blog.163.com/blog/static/287227712011013114410553/