OpenGL中的二维编程——从简单的矩形开始

一、OpenGL的组成

• 图元函数（primitive function）指定要生成屏幕图像的图元。包括两种类型：可以在二维、三维或者四维空间进行定义的几何图元，如多边形；离散实体；位图。
• 属性函数（attribute function）负责控制图元的外观。这类函数定义了颜色、线型、材质属性、光照以及纹理。
• 观察函数（viewing function）指定摄像机的属性。OpenGL提供一个虚拟摄像机，我们可相对于由图元函数定义的对象设置该摄像机的位置和朝向。我们也可以控制摄像机的镜头参数，以便制造出广角或长焦效果。
• 查询函数（query function）允许我们决定某一特定系统的性能以及OpenGL状态变量的取值。
• 控制函数（control function）允许我们启用或禁用各种OpenGL特性，如消隐、纹理映射和光照等。
• 输入与窗口函数不属于OpenGL核心库，但是由于它们在交互式程序中的重要地位，这类函数已被包含在GLUT库中。这些函数使我们能够对屏幕中的窗口进行控制并使用鼠标和键盘。

二、库组织结构

下图是Linux平台下实现的库组织结构

对于Windows 或 Macintosh平台，也有一张类似的组织结构图。

应用程序既可以使用OpenGL、GLU以及GLX库中的函数，也可以直接使用X库或X工具集中的函数。

另外还有一种折衷的方法是借助GLUT库，这样可以使同一个程序能够在不同的平台下重新编译和运行。

三、GLUT

void glutInit(int * argc, char ** argv);
//初始化GLUT，应在其他GLUT函数和OpenGL函数之前进行调用。
//glutInit()接收来自main函数的参数，程序可以具体实现相关的方式来使用这些参数

所有的GLUT函数都是以glut为前缀。

函数glutCreateWindow()将一个窗口以默认尺寸（300*300像素）显示在屏幕的默认位置上（屏幕左上角）。该函数的参数使我们可为窗口创建一个标题。

int glutCreatewindow(char * title)
//在屏幕上创建一个窗口，该窗口的标题由参数title给出。
//在多窗口情况下，该函数返回一个标识所创建窗口的整数。

下图是带有GLUT的库组织结构：

 

四、事件循环和回调函数

void glutDisplayFunc(void (*func)(void))
//函数func()在每次需要对窗口重绘时被调用。
void glutMainLoop()
//使程序进入无限事件处理循环。该函数的调用应作为main函数最后一条语句出现

提示：GLUT回调函数的形式是固定的。所以，若要在不同的函数之间进行值传播，可能需要借助全局变量。

五、矩形的绘制

void glVertex<234><sifd>(type xcoordinate,type ycoordiante,...)
void glVertex<234><sifd>(type * coordinates)
//指定顶点在二维、三维或思维空间中的位置坐标，坐标值的类型可以是short(s)、int(i)、float(f)或double(d)。
//如果函数名的末尾出现了v，则type为一个指向指定类型的坐标数组的指针。

void glBegin(GLenum mode)
//指定mode类型对象的起始点。mode可取GL_POINTS、GL_LINES或GL_POLYGON
void glEnd()
//指定顶点列表的终止点

提示：在顶点列表的末尾不要忘记包含glEnd()。

void glClear(GLbitfield mask)
//清空mask指示的所有缓存的位。
//其中mask可由定义在gl.h中的常量通过逻辑或运算构成。GL_COLOR_BUFFER_BIT指颜色缓存

void glFlush()
//强制执行之前缓存的所有OpenGL命令

六、示例程序

Github地址

#include <GL/glut.h>
void display()  //定义了所要绘制的图形实体
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glBegin(GL_POLYGON);
        glVertex2f(-0.5, -0.5);
        glVertex2f(-0.5, 0.5);
        glVertex2f(0.5, 0.5);
        glVertex2f(0.5, -0.5);
    glEnd();
    glFlush();
}

int main(int argc, char ** argv)  //OpenGL的初始化
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutCreateWindow("simple");
    glutDisplayFunc(display);
    glutMainLoop();
}