OpenGL部分知识汇总

最新推荐文章于 2024-08-11 10:13:00 发布

yangchuankai

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分类专栏： OpenGL/GLSL 文章标签： OpenGL总结

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/u010002704/article/details/41924663

这篇博客总结了OpenGL中的光照、材质属性、混合、抗锯齿、雾效、点参数和多边形偏移等关键知识点，包括相关函数的使用和参数解释，帮助读者深入理解OpenGL图形渲染过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

OpenGL部分知识小总结

光照:

glEnable(GL_LIGHT0);
glEnable(GL_LIGHTING);

创建光源：
glLightf(GLenum light, GLenum pname, GLfloat param);
pname参数：
GL_AMBIENT——环境光
GL_DIFFUSE——散射光强度，LIGHT0默认为白色，其他为黑色
GL_SPECULAR——镜面强度，LIGHT0默认为白色，其他为黑色
GL_POSITION——光源位置
GL_SPOT_DIRECTION——聚光灯方向
GL_SPOT_EXPONENT——聚光指数
GL_SPOT_CUTOFF——聚光灯切角
GL_CONSTANT_ATTENUATION——常数衰减因子
GL_LINEAR_ATTENUATION——线性衰减因子
GL_QUADRATIC_ATTENUATION——二次衰减因子

光照模型：
glLightModel*()描述了光照模型的参数.
pname参数：
GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT: 整个场景的环境光的RGBA参数
GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWER: 镜面反射角度如何计算，GL_FALSE把观察点放到无限远处
GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE: 单面还是双面光照
GL_LIGHT_MODEL_COLOR_CONTROL: 镜面颜色的计算是否从环境和散射颜色中分离出来

材质属性：
glMaterialf(GLenum face, GLenum pname, GLfloat param);
pname参数：
GL_AMBIENT: 材料的环境颜色
GL_DIFFUSE: 材料的散射颜色
GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE
GL_SPECULAR: 材料的镜面颜色
GL_SHININESS: 镜面指数 [0.0, 128.0],值越大，亮点越小、越亮
GL_EMISSION: 材料的发射颜色, eg:模拟台灯
GL_COLOR_INDEXES: 环境、散射和镜面颜色索引

为了减少材料属性所带来的开销，可以使用glColorMaterial(GLenum face, GLenum mode);
face: GL_FRONT,GL_BACK,GL_FRONT_AND_BACK. mode: GL_AMBIENT, GL_DIFFUSE, GL_SPECULAR
然后使用glColor3f()指定颜色

如果想更改单个材料参数的值，可以使用glColorMaterial(),如果想更改多个材料参数的值，可以使用glMaterial*().

混合:

glEnable(GL_BLEND);
glBlendFunc(GLenum sfactor, GLenum dfactor);
混合因子：
GL_ZERO
GL_ONE
GL_SRC_COLOR
GL_ONE_MINUS_SRC_COLOR
GL_DST_COLOR
GL_ONE_MINUS_DST_COLOR
GL_SRC_ALPHA
GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA
GL_DST_ALPHA
GL_ONE_MINUS_DST_ALPHA
GL_CONSTANT_COLOR
GL_ONE_MINUS_CONSTANT_COLOR
GL_CONSTANT_ALPHA
GL_ONE_MINUS_CONSTANT_ALPHA
GL_SRC_ALPHA_SATURATE
如果使用了GL_*CONSTANT*混合，就需要使用glBlendColor(r,g,b,a)指定一种常量颜色

抗锯齿：

glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT,GL_NICEST); //最好的透视修正
对点和直线进行抗锯齿处理：
glEnable(GL_POINT_SMOOTH);
glEnable(GL_LINE_SMOOTH);
glHint(GL_LINE_SMOOTH_HINT, GL_SMOOTH);
RGB模式下抗锯齿需要启用混合功能glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

使用多重采用对几何图元进行抗锯齿处理：
多重采样特别适合对多边形的边缘进行抗锯齿处理，因为此时不需要进行排序，如果使用alpha值对多边形进行抗锯齿处理，
半透明的物体的绘图顺序将会影响最终的颜色。
在应用程序中增加多重采样功能：
1)、获取一个支持多重采样的窗口： glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_MULTISAMPLE);;
2)、打开窗口之后，需要验证一下多重采样功能是否可用，如果查询状态变量GL_SAMPLE_BUFFERS返回的值是1，并且GL_SMAPLES
返回的值大于1，就可以采用多重采样功能：
GLint bufs, smaples;
glGetIntegerv(GL_SAMPLE_BUFFERS, &bufs);
glGetIntegerv(GL_SAMPLES, &samples);
3)、启用多重采样功能：
glEnable(GL_MULTISAMPLE);

雾：
glFogi(GL_FOG_MODE, GL_EXP2); //设定雾的模式
glFogfv(GL_FOG_COLOR, fogColor); //设定雾的颜色
glFogf(GL_FOG_DENSITY, 0.35); //设定雾的密度
glHint(GL_FOG_HINT,GL_DONT_CARE); //设定雾的渲染方式
glFogf(GL_FOG_START, 1.0); //设定雾的开始位置
glFogf(GL_FOG_END, 5.0); //设定雾的结束位置

点参数：
有时，我们相对那些看上去像圆或球体的物体进行渲染，但是又不想使用效率较低的多边形近似模拟。例如，飞机靠近跑道上的
路灯时，路灯变得越来越大、越来越亮，或者想模拟液滴。可以使用微粒系统模拟这些现象。
点参数根据点和观察者的距离，对点的大小和亮度进行衰减。使用glPointParameterf*()指定衰减方程式的参数和alpha.
glPointParameterf(GLenum pname, Glfloat param);
glPointParameterf(GLenum pname, const TYPE* param);
pname: GL_POINT_DISTANCE_ATTENUATION, param:(a,b,c)数组-常数、线性、二次衰减系数
GL_POINT_SIZE_MIN OR GL_POINT_SIZE_MAX, param表示最小值or最大值
...
为了使用点参数得到圆点而不是方块点，需要启用点抗锯齿功能：
glEnable(GL_POINT_SMOOTH);
glEnable(GL_BLEND);
glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

多边形偏移：
如果想着重显示实心物体的边缘，需要使用多边形偏移
启用多边形偏移：
glEnable(GL_POLYGON_OFFSET_FILL); //GL_POLYGON_OFFSET_LINE , GL_POLYGON_OFFSET_POINT
还需要使用glPolygonMode()设置当前的多边形光栅化方法
eg:

#include <GL/glut.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#ifdef GL_VERSION_1_1
GLuint list;
GLint spinx = 0;
GLint spiny = 0;
GLfloat tdist = 0.0;
GLfloat polyfactor = 1.0;
GLfloat polyunits = 1.0;

void display (void)
{
    GLfloat gray[] = { 0.8, 0.8, 0.8, 1.0 };
    GLfloat black[] = { 0.0, 0.0, 0.0, 1.0 };

    glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    glPushMatrix ();
    glTranslatef (0.0, 0.0, tdist);
    glRotatef ((GLfloat) spinx, 1.0, 0.0, 0.0);
    glRotatef ((GLfloat) spiny, 0.0, 1.0, 0.0);

    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, gray);
    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, black);
    glMaterialf(GL_FRONT, GL_SHININESS, 0.0);
    glEnable(GL_LIGHTING);
    glEnable(GL_LIGHT0);
    glEnable(GL_POLYGON_OFFSET_FILL);
    (polyfactor, polyunits);
    glCallList (list);
    glDisable(GL_POLYGON_OFFSET_FILL);

    glDisable(GL_LIGHTING);
    glDisable(GL_LIGHT0);
    glColor3f (1.0, 1.0, 1.0);
    glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
    glCallList (list);
    glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);

    glPopMatrix ();
    glFlush ();
}

void gfxinit (void)
{
    GLfloat light_ambient[] = { 0.0, 0.0, 0.0, 1.0 };
    GLfloat light_diffuse[] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };
    GLfloat light_specular[] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };
    GLfloat light_position[] = { 1.0, 1.0, 1.0, 0.0 };

    GLfloat global_ambient[] = { 0.2, 0.2, 0.2, 1.0 };

    glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 1.0);

    list = glGenLists(1);
    glNewList (list, GL_COMPILE);
       glutSolidSphere(1.0, 20, 12);
    glEndList ();

    glEnable(GL_DEPTH_TEST);

    glLightfv (GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, light_ambient);
    glLightfv (GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, light_diffuse);
    glLightfv (GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, light_specular);
    glLightfv (GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position);
    glLightModelfv (GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, global_ambient);
}

void reshape(int width, int height)
{
    glViewport (0, 0, width, height);
    glMatrixMode (GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity ();
    gluPerspective(45.0, (GLdouble)width/(GLdouble)height,
	    1.0, 10.0);
    glMatrixMode (GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity ();
    gluLookAt (0.0, 0.0, 5.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);
}

void mouse(int button, int state, int x, int y) {
    switch (button) {
	case GLUT_LEFT_BUTTON:
	    switch (state) {
		case GLUT_DOWN:
		    spinx = (spinx + 5) % 360; 
                    glutPostRedisplay();
		    break;
		default:
		    break;
            }
            break;
	case GLUT_MIDDLE_BUTTON:
	    switch (state) {
		case GLUT_DOWN:
		    spiny = (spiny + 5) % 360; 
                    glutPostRedisplay();
		    break;
		default:
		    break;
            }
            break;
	case GLUT_RIGHT_BUTTON:
	    switch (state) {
		case GLUT_UP:
		    exit(0);
		    break;
		default:
		    break;
            }
            break;
        default:
            break;
    }
}

void keyboard (unsigned char key, int x, int y)
{
   switch (key) {
      case 't':
         if (tdist < 4.0) {
            tdist = (tdist + 0.5);
            glutPostRedisplay();
         }
         break;
      case 'T':
         if (tdist > -5.0) {
            tdist = (tdist - 0.5);
            glutPostRedisplay();
         }
         break;
      case 'F':
         polyfactor = polyfactor + 0.1;
	 printf ("polyfactor is %f\n", polyfactor);
         glutPostRedisplay();
         break;
      case 'f':
         polyfactor = polyfactor - 0.1;
	 printf ("polyfactor is %f\n", polyfactor);
         glutPostRedisplay();
         break;
      case 'U':
         polyunits = polyunits + 1.0;
	 printf ("polyunits is %f\n", polyunits);
         glutPostRedisplay();
         break;
      case 'u':
         polyunits = polyunits - 1.0;
	 printf ("polyunits is %f\n", polyunits);
         glutPostRedisplay();
         break;
      default:
         break;
   }
}

int main(int argc, char** argv)
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
    glutCreateWindow(argv[0]);
    glutReshapeFunc(reshape);
    glutDisplayFunc(display);
    glutMouseFunc(mouse);
    glutKeyboardFunc(keyboard);
    gfxinit();
    glutMainLoop();
    return 0;
}
#else
int main(int argc, char** argv)
{
    fprintf (stderr, "This program demonstrates a feature which is not in OpenGL Version 1.0.\n");
    fprintf (stderr, "If your implementation of OpenGL Version 1.0 has the right extensions,\n");
    fprintf (stderr, "you may be able to modify this program to make it run.\n");
    return 0;
}
#endif