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OpenGL.pdf 1.1MB

一、第一个 OPENGL 程序 ...................................................................................................................4

1.1、OPENGL 的优点..........................................................................................................................4

1.2、OPENGL 的安装..........................................................................................................................4

1.3、第一个 OPENGL 程序.................................................................................................................5

二、点、直线和多边形 ..........................................................................................................................8

2.1、点、直线和多边形.....................................................................................................................8

2.2、在 OPENGL 中指定顶点.............................................................................................................8

2.3、绘制曲线.....................................................................................................................................9

三、绘制几何图形的细节 ....................................................................................................................14

3.1、关于点.......................................................................................................................................14

3.2、关于直线...................................................................................................................................14

3.3、关于多边形...............................................................................................................................15

四、颜色的选择....................................................................................................................................20

4.1、RGBA 颜色...............................................................................................................................20

4.2、索引颜色...................................................................................................................................21

4.3、指定清除屏幕用的颜色 ...........................................................................................................22

4.4、指定着色模型...........................................................................................................................23

五、三维变换......................................................................................................................................25

5.1、模型变换和视图变换...............................................................................................................25

5.2、投影变换...................................................................................................................................26

5.3、视口变换...................................................................................................................................28

5.4、操作矩阵堆栈...........................................................................................................................29

5.5、综合举例...................................................................................................................................29

六、动画制作......................................................................................................................................33

6.1、双缓冲技术...............................................................................................................................33

6.2、实现连续动画...........................................................................................................................34

6.3、垂直同步...................................................................................................................................35

6.4、计算帧速...................................................................................................................................36

七、光照................................................................................................................................................40

7.1、建立光照模型...........................................................................................................................40

7.2、法线向量...................................................................................................................................41

7.3、控制光源...................................................................................................................................41

7.4、控制材质...................................................................................................................................43

7.5、选择光照模型...........................................................................................................................43

7.6、示例程序...................................................................................................................................44

八、显示列表......................................................................................................................................48

8.1、分配显示列表编号...................................................................................................................48

8.2、创建显示列表...........................................................................................................................49

8.3、调用显示列表...........................................................................................................................49

8.4、销毁显示列表...........................................................................................................................50

九、混合..............................................................................................................................................56

9.1、源因子和目标因子...................................................................................................................56

9.2、二维图形混合举例...................................................................................................................57

9.3、实现三维混合...........................................................................................................................58

十、像素操作........................................................................................................................................63

10.1、BMP 文件格式简单介绍........................................................................................................63

10.2、简单的 OPENGL 像素操作.....................................................................................................64

10.3、GLREADPIXELS 的用法和举例................................................................................................64

10.4、GLDRAWPIXELS 的用法和举例 ..............................................................................................68

10.5、GLCOPYPIXELS 的用法和举例................................................................................................70

十一、纹理..........................................................................................................................................73

11.1、启用纹理和载入纹理.............................................................................................................74

11.2、纹理坐标.................................................................................................................................75

11.3、纹理参数.................................................................................................................................76

11.4、纹理对象.................................................................................................................................77

11.5、示例程序.................................................................................................................................79

十二、测试操作..................................................................................................................................87

12.1、剪裁测试.................................................................................................................................87

12.2、ALPHA 测试.............................................................................................................................88

12.3、模板测试.................................................................................................................................92

12.4、深度测试.................................................................................................................................97

十三、 OPENGL 的状态 ....................................................................................................................99

13.1、取得 OPENGL 的当前状态...................................................................................................100

13.2、设置 OPENGL 状态...............................................................................................................101

13.3、OPENGL 工作流程................................................................................................................101

十四、 OPENGL 的版本和 OPENGL 的扩展 ...............................................................................104

14.1、OPENGL 的版本....................................................................................................................104

14.2、OPENGL 的扩展....................................................................................................................106

14.3、工具软件...............................................................................................................................110

十五、OPENGL 的演进 ....................................................................................................................112

15.1、从原始一点的办法开始 .......................................................................................................112

15.2、顶点数组...............................................................................................................................115

15.3、顶点缓冲区对象...................................................................................................................118

十六、显示文字..................................................................................................................................122

16.1、OPENGL 版的“HELLO, WORLD!” .........................................................................................122

16.2、指定字体...............................................................................................................................124

16.3、显示中文...............................................................................................................................126

16.4、纹理字体...............................................................................................................................128

16.5、应用纹理字体的实例：飘动的旗帜 ...................................................................................132

16.6、缓冲机制...............................................................................................................................137

16.7、轮廓字体...............................................................................................................................141

一、第一个 OpenGL 程序

说起编程作图，大概还有很多人想起 TC 的#include <graphics.h>吧？但是各位是否想过，那些画

面绚丽的 PC 游戏是如何编写出来的？就靠 TC 那可怜的 640*480 分辨率、16 色来做吗？显然是不行的。

本帖的目的是让大家放弃 TC 的老旧图形接口，让大家接触一些新事物。

1.1、OpenGL 的优点

OpenGL 作为当前主流的图形 API 之一，它在一些场合具有比 DirectX 更优越的特性。

1、与 C 语言紧密结合。

OpenGL 命令最初就是用 C 语言函数来进行描述的，对于学习过 C 语言的人来讲，OpenGL 是容易

理解和学习的。如果你曾经接触过 TC 的 graphics.h，你会发现，使用 OpenGL 作图甚至比 TC 更加简单。

2、强大的可移植性。

微软的 Direct3D 虽然也是十分优秀的图形 API，但它只用于 Windows 系统（现在还要加上一个

XBOX 游戏机）。而 OpenGL 不仅用于 Windows，还可以用于 Unix/Linux 等其它系统，它甚至在大型

计算机、各种专业计算机（如：医疗用显示设备）上都有应用。并且，OpenGL 的基本命令都做到了硬件

无关，甚至是平台无关。

3、高性能的图形渲染。

OpenGL 是一个工业标准，它的技术紧跟时代，现今各个显卡厂家无一不对 OpenGL 提供强力支持，

激烈的竞争中使得 OpenGL 性能一直领先。

总之，OpenGL 是一个很 NB 的图形软件接口。至于究竟有多 NB，去看看 DOOM3 和 QUAKE4 等

专业游戏就知道了。

OpenGL官方网站（英文）

http://www.opengl.org

下面将对 Windows 下的 OpenGL 编程进行简单介绍。

1.2、OpenGL 的安装

学习 OpenGL 前的准备工作：

第一步，选择一个编译环境

现在 Windows 系统的主流编译环境有 Visual Studio，Broland C++ Builder，Dev-C++等，它

们都是支持 OpenGL 的。但这里我们选择 Visual Studio 2005 作为学习 OpenGL 的环境。

第二步，安装 GLUT 工具包

GLUT 不是 OpenGL 所必须的，但它会给我们的学习带来一定的方便，推荐安装。Windows 环境下

的 GLUT 下载地址：（大小约为 150k）

http://www.opengl.org/resources/libraries/glut/glutdlls37beta.zip

无法从以上地址下载的话请使用下面的连接:

http://upload.programfan.com/upfile/200607311626279.zip

Windows 环境下安装 GLUT 的步骤：

1、将下载的压缩包解开，将得到 5 个文件

2、在“我的电脑”中搜索“gl.h”，并找到其所在文件夹（如果是 VisualStudio2005，则应该是其安装

目录下面的“VC\PlatformSDK\include\gl 文件夹”）。把解压得到的 glut.h 放到这个文件夹。

3、把解压得到的 glut.lib 和 glut32.lib 放到静态函数库所在文件夹（如果是 VisualStudio2005，

则应该是其安装目录下面的“VC\lib”文件夹）。

4、把解压得到的 glut.dll 和 glut32.dll 放到操作系统目录下面的 system32 文件夹内。（典型的位

置为：C:\Windows\System32）

第三步，建立一个 OpenGL 工程

这里以 VisualStudio2005 为例。

选择 File->New->Project，然后选择 Win32 Console Application，选择一个名字，然后按 OK。

在谈出的对话框左边点 Application Settings，找到 Empty project 并勾上，选择 Finish。然后向该工

程添加一个代码文件，取名为“OpenGL.c”，注意用.c 来作为文件结尾。搞定了，就跟平时的工程没什么

两样的。

1.3、第一个 OpenGL 程序

一个简单的 OpenGL 程序如下：（注意，如果需要编译并运行，需要正确安装 GLUT，安装方法如上

所述）

#include <GL/glut.h>

void myDisplay(void)

{

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

glRectf(-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f);

glFlush();

}

int main(int argc, char *argv[])

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