OpenGL中的二維編程——從簡單的矩形開始

一、OpenGL的組成

• 圖元函數（primitive function）指定要生成屏幕圖像的圖元。包括兩種類型：可以在二維、三維或者四維空間進行定義的幾何圖元，如多邊形；離散實體；位圖。
• 屬性函數（attribute function）負責控制圖元的外觀。這類函數定義了顏色、線型、材質屬性、光照以及紋理。
• 觀察函數（viewing function）指定攝像機的屬性。OpenGL提供一個虛擬攝像機，我們可相對于由圖元函數定義的對象設置該攝像機的位置和朝向。我們也可以控制攝像機的鏡頭參數，以便制造出廣角或長焦效果。
• 查詢函數（query function）允許我們決定某一特定系統的性能以及OpenGL狀態變量的取值。
• 控制函數（control function）允許我們啟用或禁用各種OpenGL特性，如消隱、紋理映射和光照等。
• 輸入與窗口函數不屬于OpenGL核心庫，但是由于它們在交互式程序中的重要地位，這類函數已被包含在GLUT庫中。這些函數使我們能夠對屏幕中的窗口進行控制并使用鼠標和鍵盤。

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二、庫組織結構

下圖是Linux平臺下實現的庫組織結構

對于Windows?或 Macintosh平臺，也有一張類似的組織結構圖。

應用程序既可以使用OpenGL、GLU以及GLX庫中的函數，也可以直接使用X庫或X工具集中的函數。

另外還有一種折衷的方法是借助GLUT庫，這樣可以使同一個程序能夠在不同的平臺下重新編譯和運行。

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三、GLUT

void glutInit(int * argc, char ** argv);
//初始化GLUT，應在其他GLUT函數和OpenGL函數之前進行調用。
//glutInit()接收來自main函數的參數，程序可以具體實現相關的方式來使用這些參數

所有的GLUT函數都是以glut為前綴。

函數glutCreateWindow()將一個窗口以默認尺寸（300*300像素）顯示在屏幕的默認位置上（屏幕左上角）。該函數的參數使我們可為窗口創建一個標題。

int glutCreatewindow(char * title)
//在屏幕上創建一個窗口，該窗口的標題由參數title給出。
//在多窗口情況下，該函數返回一個標識所創建窗口的整數。

下圖是帶有GLUT的庫組織結構：

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四、事件循環和回調函數

void glutDisplayFunc(void (*func)(void))
//函數func()在每次需要對窗口重繪時被調用。
void glutMainLoop()
//使程序進入無限事件處理循環。該函數的調用應作為main函數最后一條語句出現

提示：GLUT回調函數的形式是固定的。所以，若要在不同的函數之間進行值傳播，可能需要借助全局變量。

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五、矩形的繪制

void glVertex<234><sifd>(type xcoordinate,type ycoordiante,...)
void glVertex<234><sifd>(type * coordinates)
//指定頂點在二維、三維或思維空間中的位置坐標，坐標值的類型可以是short(s)、int(i)、float(f)或double(d)。
//如果函數名的末尾出現了v，則type為一個指向指定類型的坐標數組的指針。

void glBegin(GLenum mode)
//指定mode類型對象的起始點。mode可取GL_POINTS、GL_LINES或GL_POLYGON
void glEnd()
//指定頂點列表的終止點

提示：在頂點列表的末尾不要忘記包含glEnd()。

void glClear(GLbitfield mask)
//清空mask指示的所有緩存的位。
//其中mask可由定義在gl.h中的常量通過邏輯或運算構成。GL_COLOR_BUFFER_BIT指顏色緩存

void glFlush()
//強制執行之前緩存的所有OpenGL命令

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六、示例程序

Github地址

#include <GL/glut.h>
void display()  //定義了所要繪制的圖形實體
{
    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();
}

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