OpenGL红宝书学习笔记（1）

最新推荐文章于 2021-09-21 16:45:11 发布

RGBiCan

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分类专栏： C++ 文章标签： opengl c++

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本文介绍OpenGL的基本渲染流程，包括创建形状、定义观察视角、计算颜色及光栅化等步骤，并通过两个具体示例演示如何使用OpenGL绘制静态正方形和动态旋转矩形。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

OpenGL对场景中的图像进行渲染时所执行的主要操作：

1.根据几何图元创建形状，从而建立物体的数学描述，（OpenGL把点，直线，多边形和位图作为基本的图元）

2.在三维空间中排列物体，并选择观察复合场景中的视角

3.计算所有物体的颜色。颜色可以由应用程序明确指定，可以根据特定的光照条件确定，也可以通过把纹理贴到物体的表面而获得，或者是上述三种操作的混合产物，这些操作可能使用着色器来执行，这样可以显式的控制所有的颜色计算，或者可能使用OpenGL的预编程算法在其内部执行（我盟常用术语固定功能的管线来表示后者）

4.把物体的数学描述以及与物体相关的颜色信息转换为屏幕上的像素，这个过程叫做光栅化。

在这些阶段期间，OpenGL可能还会执行其他的操作，例如消除被其他物体所遮挡的物体（或该物体的一部分）。此外，在场景被光栅化之后但在屏幕绘制之前，仍然可以根据需要对像素数据执行一些操作。

下面是一个简单的OpenGL程序：在一个背景为黑色的窗口显示一个白色正方形。

#include<gl\glut.h>

void display()
{
	glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);//设置清除颜色
	glBegin(GL_POLYGON);//指定绘图模式
	glVertex3f(0.25, 0.25, 0.0);
	glVertex3f(0.75, 0.25, 0.0);
	glVertex3f(0.75, 0.75, 0.0);
	glVertex3f(0.25, 0.75, 0.0);
	glEnd();
	glFlush();//强制执行OpenGL代码
}


void init()
{
	glMatrixMode(GL_PROJECTION);//设置投影模式
	glLoadIdentity();
	glOrtho(0.0, 1.0, 0.0, 1.0, -1.0, 1.0);//设置显示范围

}



int main(int argc, char** argv)
{
	glutInit(&argc, argv);//初始化glut
	glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);//设置显示模式为颜色模型使用RGB,缓存模式使用单缓存
	glutInitWindowPosition(100, 100);//设置显示窗口的位置
	glutInitWindowSize(250, 250);//设置显示窗口的大小
	glutCreateWindow("A simple OpenGL program");//创建窗口，指定窗口标题


	init();
	glutDisplayFunc(display);//注册显示回调函数
	glutMainLoop();//启动程序，进入消息循环
	return 0;
}

由于OpenGL的设计目标是作为一种流线型的、独立于硬件的接口，在许多不同的硬件平台上实现，为了实现这个目标，OpenGL并且包含用于执行窗口任务或者获取用户输入之类的函数。所以使用glut工具包。

第二个程序是：通过双缓冲，显示一个旋转的矩形

#include<gl\glut.h>


static GLfloat spin = 0.0;

void init()
{
	glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
	glShadeModel(GL_FLAT);
}

void display()
{
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
	glPushMatrix();
	glRotatef(spin, 0.0, 0.0, 1.0);//旋转
	glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);
	glRectf(-25.0, -25.0, 25.0, 25.0);
	glPopMatrix();
	glutSwapBuffers();//缓存交换
}

void spinDisplay()
{
	spin += 2.0;
	if (spin > 360.0)
		spin -= 360.0;
	glutPostRedisplay();
}


void reshape(int w, int h)
{
	glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h);
	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(nullptr);
		break;
	default:
		break;
	}
}

int main(int argc, char** argv)
{
	glutInit(&argc, argv);
	glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_DOUBLE);
	glutInitWindowPosition(100, 100);
	glutInitWindowSize(250, 250);
	glutCreateWindow("Rotate Rectangle");

	init();
	glutDisplayFunc(display);
	glutReshapeFunc(reshape);
	glutMouseFunc(mouse);
	glutMainLoop();
	
	return 0;
}

其中：

void glRotatef (GLfloat angle, GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z);设置旋转方向

从坐标(0,0,0)即原点，引出一条线到(x,y,z)，用右手握住这条线，另外四个手指的弯曲方向即是物体旋转方向。