OpenGL简介

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OpenGL(全写Open Graphics Library)是个定义了一个跨编程语言、跨平台的编程接口的规格,它用于三维图象(二维的亦可)。

OpenGL是个专业的图形程序接口,是一个功能强大,调用方便的底层图形库。

OpenGL是一个开放的三维图形软件包,它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;OpenGL可以与Visual C++紧密接口,便于实现机械手的有关计算和图形算法,可保证算法的正确性和可靠性;OpenGL使用简便,效率高。

它具有七大功能:1.建模:OpenGL图形库除了提供基本的点、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绘制函数。

2.变换:OpenGL图形库的变换包括基本变换和投影变换。

基本变换有平移、旋转、变比镜像四种变换,投影变换有平行投影(又称正射投影)和透视投影两种变换。

其变换方法有利于减少算法的运行时间,提高三维图形的显示速度。

3.颜色模式设置:OpenGL颜色模式有两种,即RGBA模式和颜色索引(Color Index)。

4.光照和材质设置:OpenGL光有辐射光(Emitted Light)、环境光(Ambient Light)、漫反射光(Diffuse Light)和镜面光(Specular Light)。

材质是用光反射率来表示。

场景(Scene)中物体最终反映到人眼的颜色是光的红绿蓝分量与材质红绿蓝分量的反射率相乘后形成的颜色。

5:纹理映射(Texture Mapping)。

利用OpenGL纹理映射功能可以十分逼真地表达物体表面细节。

6:位图显示和图象增强图象功能除了基本的拷贝和像素读写外,还提供融合(Blending)、反走样(Antialiasing)和雾(fog)的特殊图象效果处理。

以上三条可使被仿真物更具真实感,增强图形显示的效果。

7:双缓存动画(Double Buffering)双缓存即前台缓存和后台缓存,简言之,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。

此外,利用OpenGL还能实现深度暗示(Depth Cue)、运动模糊(Motion Blur)等特殊效果。

从而实现了消隐算法。

OpenGL设备运用,目前瑞芯微2918芯片和英伟达芯片Tegra2 就是采用OpenGL 2.0技术进行图形处理,而基于瑞芯微2918芯片方案代表是台电T760和微蜂X7平板电脑所采用到。

OpenGL作图非常方便,故日益流行,但对许多人来说,是在微机上进行的,首先碰到的问题是,如何适应微机环境。

这往往是最关键的一步,虽然也是最初级的。

一般的,我不建议使用glut 包.那样难以充分发挥windows 的界面上的功能.OpenGL 在VC环境下的编程步骤:建立基于OpenGL的应用程序框架创建项目:在file -> New中建立项目,基于单文档,View类基于Cview添加库:在project->Setting中指定库初始化:选择View->Class Wizard,打开MFC对话框,添加相应的定义添加类成员说明基于OpenGL的程序框架已经构造好,以后用户只需要在对应的函数中添加程序代码即可。

下面介绍如何在VC++ 上进行OpenGL 编程。

OpenGL 绘图的一般过程可以看作这样的,先用OpenGL 语句在OpenGL 的绘图环境RenderContext (RC)中画好图, 然后再通过一个Swap buffer 的过程把图传给操作系统的绘图环境DeviceContext (DC)中,实实在在地画出到屏幕上.下面以画一条Bezier 曲线为例,详细介绍VC++ 上OpenGL编程的方法。

文中给出了详细注释,以便给初学者明确的指引。

一步一步地按所述去做,你将顺利地画出第一个OpenGL 平台上的图形来。

一、产生程序框架Test.dswNew Project | MFC Application Wizard (EXE) | "Test" | OK*注* : 加“”者指要手工敲入的字串二、导入Bezier 曲线类的文件用下面方法产生BezierCurve.h BezierCurve.cpp 两个文件:WorkSpace | ClassView | Test Classes| <右击弹出> New Class | Generic Class(不用MFC 类) | "CBezierCurve" | OK三、编辑好Bezier 曲线类的定义与实现写好下面两个文件:BezierCurve.h BezierCurve.cpp四、设置编译环境:1. 在BezierCurve.h 和TestView.h 内各加上:#include <GL/gl.h>#include <GL/glu.h>#include <GL/glaux.h>2. 在集成环境中Project | Settings | Link | Object/library module | "opengl32.lib glu32.lib glaux.lib" | OK五、设置OpenGL 工作环境:(下面各个操作,均针对TestView.cpp )1. 处理PreCreateWindow(): 设置OpenGL 绘图窗口的风格cs.style |= WS_CLIPSIBLINGS | WS_CLIPCHILDREN | CS_OWNDC;2. 处理OnCreate():创建OpenGL 的绘图设备。

OpenGL 绘图的机制是: 先用OpenGL 的绘图上下文Rendering Context (简称为RC )把图画好,再把所绘结果通过SwapBuffer() 函数传给Window 的绘图上下文Device Context (简记为DC).要注意的是,程序运行过程中,可以有多个DC,但只能有一个RC。

因此当一个DC 画完图后,要立即释放RC,以便其它的DC 也使用。

在后面的代码中,将有详细注释。

3. m_hDC是DC的句柄,句柄是一个常量,在程序中不会变化。

而m_pDC是DC的指针,是一个不安全的存在,可能导致OpenGL绘制不出图像之类的问题。

所以建议用句柄代替指针作参数。

int CTestView::OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct){if (CView::OnCreate(lpCreateStruct) == -1)return -1;myInitOpenGL();return 0;}void CTestView::myInitOpenGL(){m_pDC = new CClientDC(this); //创建DCASSERT(m_pDC != NULL);m_hDC = m_pDC->GetSafeHdc();if (!mySetupPixelFormat()) //设定绘图的位图格式,函数下面列出return;m_hRC = wglCreateContext(m_hDC);//创建RCwglMakeCurrent(m_hDC, m_hRC); //RC 与当前DC 相关联} //CClient * m_pDC;HDC m_hDC; HGLRC m_hRC; 是CTestView 的成员变量BOOL CTestView::mySetupPixelFormat(){//我们暂时不管格式的具体内容是什么,以后熟悉了再改变格式static PIXELFORMATDESCRIPTOR pfd ={sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR), // size of this pfd1, // version numberPFD_DRAW_TO_WINDOW | // support windowPFD_SUPPORT_OPENGL | // support OpenGLPFD_DOUBLEBUFFER, // double bufferedPFD_TYPE_RGBA, // RGBA type24, // 24-bit color depth0, 0, 0, 0, 0, 0, // color bits ignored0, // no alpha buffer0, // shift bit ignored0, // no accumulation buffer0, 0, 0, 0, // accum bits ignored32, // 32-bit z-buffer0, // no stencil buffer0, // no auxiliary bufferPFD_MAIN_PLANE, // main layer0, // reserved0, 0, 0 // layer masks ignored};int pixelformat;if ( (pixelformat = ChoosePixelFormat(m_hDC, &pfd)) == 0 ) {MessageBox("ChoosePixelFormat failed");return FALSE;}if (SetPixelFormat(m_hDC, pixelformat, &pfd) == FALSE) {MessageBox("SetPixelFormat failed");return FALSE;return TRUE;}3. 处理OnDestroy()void CTestView::OnDestroy(){wglMakeCurrent(m_hDC,NULL); //释放与m_hDC 对应的RC wglDeleteContext(m_hRC); //删除RCif (m_pDC)delete m_pDC; //删除当前View 拥有的DCCView::OnDestroy();}4. 处理OnEraseBkgnd()BOOL CTestView::OnEraseBkgnd(CDC* pDC){// TODO: Add your message handler code here and/or call default // return CView::OnEraseBkgnd(pDC);//把这句话注释掉,若不然,Window//会用白色背景来刷新,导致画面闪烁return TRUE;//只要空返回即可。

}5. 处理OnDraw()void CTestView::OnDraw(CDC* pDC)wglMakeCurrent(m_hDC,m_hRC);//使RC 与当前DC 相关联myDrawScene( ); //具体的绘图函数,在RC 中绘制SwapBuffers(m_hDC);//把RC 中所绘传到当前的DC 上,从而//在屏幕上显示wglMakeCurrent(m_hDC,NULL);//释放RC,以便其它DC 进行绘图}void CTestView::myDrawScene( ){glClearColor(0.0f,0.0f,0.0f,1.0f);//设置背景颜色为黑色glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT); glPushMatrix();glTranslated(0.0f,0.0f,-3.0f);//把物体沿(0,0,-1)方向平移//以便投影时可见。