计算机图形学实验指导(一)–OpenGL基础
1.综述
这次试验的目的主要是使大家初步熟悉OpenGL这一图形系统的用法,编程平台是VisualC++,它对OpenGL提供了完备的支持.
尽管OpenGL包括渲染命令,但却独立于任何窗口系统和操作系统.因此,OpenGL并不包括用来打开窗口以及从键盘或鼠标读取事件的命令.在这里,我们应用GLUT库简化Windows窗口操作.
2.准备GLUT库
下载glut压缩包后,解压,把glut32.dll放在Windows的system32目录下,将glut32.lib放在C:\programfiles\MicrosoftVisualStudio\VC98\Lib目录中,将glut.h放在C:\programfiles\MicrosoftVisualStudio\VC98\Include\GL目录中
2.在VC中新建项目
新建一个项目.
选择菜单File中的New选项,弹出一个分页的对话框,选中页Projects中的Win32ConsoleApplication项,然后填入你自己的Projectname,回车即可.VC为你创建一个工作区(WorkSpace),你的项目就放在这个工作区里.
为项目添加文件
为了使用OpenGL,我们需要在项目中加入相关的Lib文件:glut32.lib
选中菜单Project->,Settings项,在link选项卡中的Object/Librarymodules栏中加入glut32.lib.
选择菜单File中的New选项,弹出一个分页的对话框,选中页Files中的C++sourcefile,填入文件名,钩选添加到刚才建的那个工程里,然后就可以开始编程了.
3.一个OpenGL的例子
#include<,GL/glut.h>,
//初始化OpenGL
voidinit(void)
{
glClearColor(0.0f,0.0f,0.0f,0.0f),//设置背景颜色
glShadeModel(GL_FLAT),//设置明暗处理
}
//主要的绘制过程
voiddisplay(void)
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT),//清除颜色缓存
glBegin(GL_LINES),//开始画直线
glColor3f(1.0f,1.0f,1.0f),//设置颜色为白色
glVertex2f(30.0f,30.0f),//第一根线的两个端点
glVertex2f(200.0f,400.0f),
glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f),//设置第二根线的颜色为红色
glVertex2f(25.0f,350.0f),//第二根线的两个端点
glVertex2f(250.0f,50.0f),
glEnd(),//画线结束
glBegin(GL_TRIANGLES),//开始画三角形,注意,没有设颜色,所以还是红色
glVertex2f(400.0f,100.0f),//三角形的三个顶点
glVertex2f(600.0f,100.0f),
glVertex2f(500.0f,300.0f),
glEnd(),//结束画三角形
glFlush(),//开始绘制
}
//在窗口改变大小时调用
voidreshape(intwidth,intheight)
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{
glViewport(0,0,width,height),//设置视口
glMatrixMode(GL_PROJECTION),//设置当前为投影变换模式
glLoadIdentity(),//用单位矩阵替换当前变换矩阵
gluOrtho2D(0.0,width,0.0,height),//设置正交投影视图体
}
//处理键盘
voidkeyboard(unsignedcharkey,intx,inty)
{
switch(key)
{
case27://esc键退出
exit(0),
break,
default:
break,
}
}
intmain(intargc,char**ar)
{
glutInit(&,argc,ar),//初始化glut
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUT_RGB),//设置为单缓存,RGB模式
glutInitWindowSize(640,480),//设置窗口大小
glutInitWindowPosition(0,0),//设置窗口起始位置
glutCreateWindow("Basic"),//设置窗口标题
init(),//初始化OpenGL
glutDisplayFunc(display),//设置显示回调函数
glutReshapeFunc(reshape),//设置reshape回调函数
glutKeyboardFunc(keyboard),//设置键盘回调函数
glutMainLoop(),//进入主循环
return0,
}
程序说明:
每个函数的具体含义在程序注释中已作了叙述,不再多说.
OpenGL的函数在格式上很有特点,它以gl为前缀,并且函数名的最后一个字母指出所用的数据类型,如:glColor3f(),字母f指明要使用浮点数.字母前的数字指明参数个数或指明二维还是三维,如:glVertex2f()是要设置二维的点.
OpenGL采用的是状态机的方式,用户设定一种状态,程序照此运行.如:glBegin(GL_LINES)设定画线状态(GL_LINES是OpenGL已定义好的常量),glColor3f()设定绘图所用颜色.
main()函数中的几个glut前缀函数是glut库函数,用以初始化窗口,大家不必深究,我们关注的是display()函数,它是我们真正绘图的地方.
函数glColor3f()以RGB方式设置颜色,格式为:glColor3f(red,green,blue),每种颜色值在(0.0,1.0)之间.
函数glVertex2f(x,y)设置二维顶点.
函数glBegin(UINTState),glEnd()是最基本的作图函数,下面对它作一介绍.
如上所述,OpenGL是一个状态机,glBegin(UINTState)可以设定如下状态:
GL_POINTS画点
GL_LINES画线,每两个顶点(Vertex)为一组
GL_LINE_STRIP画线,把若干个顶点顺次连成折线
GL_LINE_LOOP画线,把若干个顶点顺次连成封闭折线
GL_TRIANGLES画三角形,每三个顶点为一组
GL_QUADS画四边形,每四个顶点为一组
GL_POLYGON画多边形
还有GL_TRIANGLE_STRIP,GL_TRIANGLE_FAN,GL_QUADS_STRIP等等.大家可以把每一种状态都试一试.
程序可以有多组glBegin(),glEnd()并列的形式,如:
......
glBeing(GL_LINES),
......
glEnd(),
glBeing(GL_QUADS),
......
glEnd(),
......
除了上述的基本图元外,函数glRectf(x1,y1,x2,y2)可以画一个矩形,但这个函数不能放在glBegin()和glEnd()之间,下面的两句程序是画一个蓝色的矩形.
glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f),
glRectf(10.0f,10.0f,50.0f,50.0f),