OpenGL的顶点数组.doc

### OpenGL中的顶点数组知识点详解 #### 一、引言 OpenGL是一种广泛应用于二维与三维图形渲染的标准图形库。在OpenGL中，顶点数组是一种重要的技术手段，它可以帮助程序员更高效地管理和绘制复杂的几何形状。本文将以绘制一个简单的立方体为例，详细介绍如何使用顶点数组来优化图形绘制过程。 #### 二、传统绘制方法的问题 让我们来看看传统的绘制方法存在哪些问题。假设我们要绘制一个立方体，传统的方法是为每个面指定四个顶点坐标，即共需指定24个顶点坐标（每个面4个顶点，共6个面）。这种方法的问题在于： - **顶点重复**：立方体实际上只有8个顶点，但在这种情况下每个顶点被重复使用了3次。 - **代码冗余**：大量重复的代码不仅增加了出错的概率，还降低了代码的可读性和维护性。 #### 三、顶点数组的优势 为了解决上述问题，OpenGL引入了顶点数组的概念。顶点数组允许我们仅存储一次顶点信息，并通过索引来引用这些顶点，从而大大简化了绘制过程。 #### 四、顶点数组的基本使用 1. **定义顶点数组**： - 创建一个数组来存储所有顶点坐标。 ```c++ static const GLfloat vertex_list[][3] = { -0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, -0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, }; ``` 2. **定义索引数组**： - 创建另一个数组来存储用于绘制各个面的顶点索引。 ```c++ static const GLint index_list[][4] = { {0, 2, 3, 1}, // 前面 {0, 4, 6, 2}, // 左面 {0, 1, 5, 4}, // 下面 {4, 5, 7, 6}, // 后面 {1, 3, 7, 5}, // 右面 {2, 6, 7, 3}, // 上面 }; ``` 3. **绘制过程**： - 使用`glBegin`和`glEnd`包围顶点绘制指令。 - 通过循环遍历索引数组，使用`glVertex3fv`函数绘制每个面。 ```c++ glBegin(GL_QUADS); for (int i = 0; i < 6; ++i) { for (int j = 0; j < 4; ++j) { glVertex3fv(vertex_list[index_list[i][j]]); } } glEnd(); ``` #### 五、正面与背面的判定 为了确保从任何角度看过去都能正确地显示立方体的正面而非背面，OpenGL提供了`glFrontFace`和`glCullFace`函数来控制正面与背面的判定方式及是否剔除背面。 1. **设置正面方向**：使用`glFrontFace`设置正面的判定方式（顺时针或逆时针）。 ```c++ glFrontFace(GL_CCW); // 逆时针方向为正面 ``` 2. **剔除背面**：使用`glCullFace`和`glEnable`函数来剔除背面。 ```c++ glCullFace(GL_BACK); glEnable(GL_CULL_FACE); ``` 3. **设置渲染模式**：使用`glPolygonMode`来改变渲染模式（如仅显示边线）。 ```c++ glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE); ``` #### 六、总结 通过使用顶点数组，我们不仅能够减少代码量，提高代码的可读性和维护性，还能显著提升图形渲染的效率。在实际应用中，合理利用顶点数组可以极大地优化图形处理性能，特别是在处理复杂场景和大量顶点的情况下。希望本文能帮助读者更好地理解和掌握OpenGL中的顶点数组技术。