OpenGL(2) ->第一个程序

一、先看几个定义

• 渲染 （rendering）：计算机根据模型创建物体的过程
• 模型（model）/物体（object）：根据几何图元（点、直线、多边形等）创建的图案
• 顶点（vertex）：用于指定图元的点
• 位平面（bitplane）：一块内存区域，保存了屏幕上每个像素一个位的信息（例如它可以提示一个特定像素颜色中红色的强度）
• 帧缓冲区（framebuffer）：由位平面构成，保存了屏幕上所有像素的颜色&强度所需的全部信息

二、第一个程序

如下代码可以看作一个简单窗口程序的样板，它的功能是在蓝色背景上显示一个红色矩形边框

1、代码

#include <GL/glut.h>
//显示回调函数
void myDisplay()
{
	glClearColor(0.0, 0.0, 1.0, 0.0);	//设置颜色缓冲为蓝色
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);		//根据颜色缓冲给整个窗口涂色
	glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);			//绘制颜色Red

	glBegin(GL_LINE_LOOP);				//开始绘图(封闭线段模式)
	glVertex2f(-0.5, 0.5);
	glVertex2f(0.5, 0.5);
	glVertex2f(0.5, -0.5);
	glVertex2f(-0.5, -0.5);
	glEnd();							//结束绘图
	glFlush();							//立即显示
}


int main(int argc, char *argv[])
{
     glutInit(&argc, argv);							//对GLUT进行初始化
     glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);	//显示方式为 单缓冲 RGB色彩 
     glutInitWindowPosition(100, 100);				//窗口（左上角）位置
     glutInitWindowSize(400, 400);					//窗口尺寸（单位为像素）
     glutCreateWindow("第一个OpenGL程序");			//窗口标题			
     glutDisplayFunc(&myDisplay);					//显示回调函数
     glutMainLoop();							
     return 0;
}

2、简单解析

1、main函数

（1）int main(int argc, char *argv[])

• 这是带两个参数的main函数形式，关于这两个参数可以参考文章：参考1， 参考2

（2）void glutInit(int *argcp, char **argv)

• 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。

（3）void glutInitDisplayMode(unsigned int mode);

• 设置显示方式，可以用|连接多个参数
• GLUT_RGB表示使用RGB颜色，GLUT_INDEX表示使用索引颜色。
• GLUT_SINGLE表示使用单缓冲，GLUT_DOUBLE表示使用双缓冲。

（4）void glutInitWindowPosition(int x, int y);

• 设置窗口（左上角）在屏幕中的位置
• 单位为像素
• 坐标（0，0）表示屏幕左上角。
• 屏幕右下角位置为显示器设置的分辨率，如（1920，1080）
  

（5）void glutInitWindowSize(int width, int height);

• 设置窗口的大小
• 单位为像素,（width，height）

（6）int glutCreateWindow(const char *title);

• 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。

（7）void glutDisplayFunc(void (*func)(void));

• 显示回调函数，这个函数告诉 GLUT ：当窗口内容必须被绘制时,myDisplay函数将被自动调用
• 调用的时机有这么几个：

1. 窗口内容绘制
2. 窗口大小改变
3. 窗口重绘

（8）void glutMainLoop(void);

• 让 glut 程序进入事件循环。
• 进入事件循环后，程序会循环检查事件队列，若有等待处理的信息，程序将调用设定的回调函数（比如上面那个）处理这些事件。同时，窗口大小改变、键鼠输入等事件会实时加入消息队列，
• 在一个 glut 程序中最多只能调用一次，且必须调用。
• 事件循环是一个死循环，一旦调用，会直到程序结束才返回。

2、显示回调函数void myDisplay()

（1） void glClearColor (GLclampf red, GLclampf green, GLclampf blue, GLclampf alpha);

• 这句是指对颜色缓冲区赋值，参数为（R,G,B,alpha），也就是RGBA颜色值
• GLclampf 是OpenGL的数据类型，这是一个32位的浮点数。当OpenGL使用这个类型时，数据取值范围在0.0~1.0
• 需要和下一句配合使用，每当执行到glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)指令时，程序会从此缓冲区读取颜色并对整个窗口上色

（2）void glClear (GLbitfield mask)

• 当参数为GL_COLOR_BUFFER_BIT时，这句是对窗口进行涂色，颜色来自glClearColor函数的设置，缺省为黑色
• 需要和上一句配合使用，若要涂色，必须在这句之前调用glClearColor设置所需的颜色
• 此函数可以清除的缓冲区包括以下几个，都是需要配合各缓冲的设置缓冲区函数使用
  

（3）void glColor3f (GLfloat red, GLfloat green, GLfloat blue);

• 指定绘制颜色
• 参数为（R,G,B），也就是RGB颜色值，取值在0.0~1.0
• 制定后会一直使用此颜色绘制，除非重新调用此函数修改颜色

（4）void glBegin (GLenum mode) & void glEnd (void)

• 这两个总是成对出现
• glBegin标记几何要素定义开始，glEnd表示几何要素定义结束
• 绘图时我们需要指定关键顶点（glVertex2f函数），指定顶点的命令必须包含在glBegin函数之后，glEnd函数之前（否则指定的顶点将被忽略）。并由glBegin的参数来指明如何使用这些点，有以下选择
• 我们选择了GL_LINE_LOOP，所以四个关键点最后被连接为矩形框
  

（5）void glVertex2f (GLfloat x, GLfloat y);

• 这表示定义一个二维向量。
• 此类函数在OpenGL中有多个版本，对应的传入参数不同，方便使用。
• 在glBegin() & glEnd()之间，这表示在裁剪区域中定义了一个关键点坐标
• 这里关键点坐标的具体选取，涉及到窗口、视口、剪裁区等的映射关系，这些将在下一篇文章分析。

（6）glFlush()

• 强制绘图命令立刻开始执行，而不是存储在缓冲区中等待其他OpenGL命令

三、简单的程序框架

我们可以把上面这个示例当作一个程序框架记住

#include <GL/glut.h>

//显示回调函数
void Display()
{
	.....
}

//初始化设置
void init()
{
	......
}

int main(int argc, char *argv[])
{
     glutInit(&argc, argv);
     glutInitDisplayMode(...);
     glutInitWindowPosition(...);
     glutInitWindowSize(...);
     glutCreateWindow(...);
     init();
     glutDisplayFunc(&Display);
     glutMainLoop();
     return 0;
}

它的执行顺序如下：