OpenGL 图形函数库

OpenGL图形函数库

开放式的三维图形软件包OpenGL • OpenGL是近几年发展起来的一个性能卓越的三维图形标准，它是在SGI等多家世界闻名的计算机公司的倡导下，以SGI的GL三维图形库为基础制定的一个通用共享的开放式三维图形标准。 • 目前，包括Microsoft、SGI、IBM、SUN、HP等大公司都采用了OpenGL做为三维图形标准，许多软件厂商也纷纷以OpenGL为基础开发出自己的产品。

OpenGL的优越性 • 独立于窗口系统和操作系统，以它为基础开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植； • 可与Visual C++紧密接口，便于实现有关计算和图形算法，可保证算法的正确性和可靠性； • 使用简便，效率高。

OpenGL图形库的功能 OpenGL图形库一共有100多个函数。其中核心函数有115个。除了提供基本的点、线、多边形的绘制函数外，还提供了复杂的三维物体（球、锥、多面体、茶壶等）以及复杂曲线和曲面（如Bezier、NURBS等曲线或曲面）绘制函数。 • 基本几何变换和投影变换。 • 颜色模式设置 • 光照和材质设置 • 纹理映射功能 • 位图显示和图象增强反走样(Antialiasing)和雾(fog)的特殊图象效果处理 • 双缓存(Double Buffering)动画双缓存即前台缓存和后台缓存，即后台缓存计算场景、生成画面，前台缓存显示后台缓存已画好的画面。

OpenGL程序的基本结构 OpenGL程序基本结构由OpenGL初始化的绘图状态描述和绘制对象组成。OpenGL为用户提供了3个函数库： • OpenGL基本库opengl32.lib，操作函数前缀gl • OpenGL实用库glu32.lib，操作函数前缀glu • OpenGL辅助库glaux.lib，操作函数前缀aux 编程时需将这三个函数库加到工程(project)中。

OpenGL基本函数库 • OpenGL基本函数库用来描述图元、属性、几何变换、观察变换和进行许多其它的操作。 • OpenGL基本函数库中的函数名要以gl为前缀，且函数名中每一组成词的第一个字母要大写。 glBegin glClear glCopyPixels • 常量均以大写字母GL开头，另外，常量名中各组成词均采用大写，单词之间用下划线分隔。 GL_RGB GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE • 数据类型名以大写字母GL开头，名字中其余部分是用小写字母表示的标准数据类型名。 GLbyte GLshort GLint

OpenGL实用函数库 OpenGL实用函数库提供了一些例程，可以设置观察和投影矩阵，利用线条和多边形近似法来描述复杂对象，使用线性近似法显示二次曲线和样条曲线，处理表面绘制操作，以及完成其它的复杂任务。操作函数前缀glu

OpenGL辅助函数库 这个库建立了一系列简单而又较完整的编程例子，例如初始化窗口、监控输入，以及绘制一些三维几何体等函数。辅助库函数用前缀aux。

OpenGL实用函数工具包 OpenGL实用函数工具包(OpenGL Utility Toolkit，GLUT)提供了与任意屏幕窗口系统进行交互的函数库。 GLUT库函数以glut为前缀，该库中也包含了描述与绘制二次和样条曲线及曲面的方法。

OpenGL状态机制 OpenGL的工作方式是一种状态机，它可以进行各种状态或模式设置，这些状态或模式在重新改变它们之前一直有效。例如，当前颜色就是一个状态变量，在这个状态改变之前，绘制的每个象素都将使用该颜色，直到当前颜色被设置为其它颜色为止。OpenGL中大量地使用了这种状态机制，如颜色模式、投影模式、单双显示缓存区的设置、背景色的设置、光源的位置和特性等等。许多状态变量可以通过glEnable()，glDisable()这两个函数来设置成有效或无效状态，如是否设置光照、是否进行深度检测等；在被设置成有效状态之后，绝大部分状态变量都有一个缺省值。

OpenGL程序结构 • 初始化操作—主要是设置一些OpenGL的状态开关，如颜色模式的选择，是否作光照处理（若有的话，还需设置光源的特性），深度检验，裁剪等等。 • 定义窗口—定义所绘对象在屏幕坐标系的显示位置和显示窗口大小及其属性。 • 绘制和显示图形—使用OpenGL的库函数构造几何物体对象的数学描述，包括点线面的位置和拓扑关系，几何变换，光照处理等等。实现图形显示。

Glut配置 • glut是一个win32 dynamic lib，先下载 glutdlls37beta.zip， • 解压后把glut32.dll放到 windows system目录下。 • 另建目录，如 c:\glut，再在c:\glut下面建c:\glut\include\gl，把头文件glut.h放到c:\glut\ include\ gl下面。 • 再在c:\glut下面建c:\glut\lib，把glut32.lib放在c:\glut\lib下面。 • 把glut加到工程中(project)

头文件 在所有的程序中需要包含一个头文件以引入OpenGL核心库。在许多应用中需要GLU，需要包含头文件来引入窗口系统，因此，源程序的开头几行为： #include <windows.h> #include <GL/gl.h> #include <GL/glu.h> 但如果使用GLUT处理窗口管理操作，就不需要引入gl.h和glu.h，因为GLUT保证了它们的正确引入，可使用#include <GL/glut.h>代替OpenGL和GLU的头文件。

#include <GL/glut.h> // (or others, depending on the system in use) void init (void) { glClearColor (1.0, 1.0, 1.0, 0.0); // Set display-window color to white. glMatrixMode (GL_PROJECTION); // Set projection parameters. gluOrtho2D (0.0, 200.0, 0.0, 150.0); } void lineSegment (void) { glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT); // Clear display window. glColor3f (0.0, 0.0, 1.0); // Set line segment color to red. glBegin (GL_LINES); glVertex2i (180, 15); // Specify line-segment geometry. glVertex2i (10, 145); glEnd ( ); glFlush ( ); // Process all OpenGL routines as quickly as possible. }

void main (int argc, char** argv) { glutInit (&argc, argv); // Initialize GLUT. glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB); // Set display mode. glutInitWindowPosition (50, 100); // Set top-left display-window position. glutInitWindowSize (400, 300); // Set display-window width and height. glutCreateWindow ("An Example OpenGL Program"); // Create display window. init ( ); // Execute initialization procedure. glutDisplayFunc (lineSegment); // Send graphics to display window. glutMainLoop ( ); // Display everything and wait. }

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