OpenGL最好的入门和提高教材Word文档格式.docx
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提供最基本的绘图函数
工具库
glu32.lib
gl/glu.h
glu
设置观察角度和投影矩阵、处理纹理图像、进行坐标变换、镶嵌多边形、绘制曲面、出错处理
扩展
Windows
[wingdi.h]
wgl
将OpenGL与Windows的窗口系统联系起来，管理绘图描述表、显示列表、执行函数和字体位图，支持窗口的像素格式和双缓冲机制
辅助库
glaux.lib
gl/glaux.h
aux
管理窗口、处理输入事件、载入颜色映射、绘制三维物体、指定空闲/重绘函数
Unix平台
Windows平台
其中：
GLU=OpenGLUtilityLibrary，GLX=GraphicsLibraryofXwindowsystem
GDU=GraphicsDeviceUtility，WGL=WindowsGraphicsLibrary
下面是Windows平台辅助库中的若干三维物体绘制函数：
voidauxWireSphere（GLdouble）;
voidauxSolidSphere（GLdouble）;
voidauxWireCube（GLdouble）;
voidauxSolidCube（GLdouble）;
voidauxWireBox（GLdouble,GLdouble,GLdouble）;
voidauxSolidBox（GLdouble,GLdouble,GLdouble）;
voidauxWireTorus（GLdouble,GLdouble）;
voidauxSolidTorus（GLdouble,GLdouble）;
voidauxWireCylinder（GLdouble,GLdouble）;
voidauxSolidCylinder（GLdouble,GLdouble）;
voidauxWireIcosahedron（GLdouble）;
voidauxSolidIcosahedron（GLdouble）;
voidauxWireOctahedron（GLdouble）;
voidauxSolidOctahedron（GLdouble）;
voidauxWireTetrahedron（GLdouble）;
voidauxSolidTetrahedron（GLdouble）;
voidauxWireDodecahedron（GLdouble）;
voidauxSolidDodecahedron（GLdouble）;
voidauxWireCone（GLdouble,GLdouble）;
voidauxSolidCone（GLdouble,GLdouble）;
voidauxWireTeapot（GLdouble）;
voidauxSolidTeapot（GLdouble）;
想在程序中使用gl、glu或aux开头的OpenGL库函数时，必须包含对应的头文件：
#include<
gl/gl.h>
gl/glu.h>
gl/glaux.h>
并在项目设置中添加对应的库文件：
VC6.0：
选Project/Settings菜单，在弹出的ProjectSettings对话框中选Link页，在中间的Object/LibraryModulas域中添加opengl32.libglu32.libglaux.lib；
VC.NET和VC2005/2008：
在项目区中任何页中选中顶部的项目名，选“项目\属性”菜单项或按Alt+F7组合键，弹出“[项目名]属性页”对话框，在其左边的“配置”目录栏中，选中“配置属性\链接器\输入”项，（在该其左上角的“配置”栏的下拉式列表中，选择“所有配置”项）在右边顶行的“附加依赖项”栏中键入opengl32.libglu32.libglaux.lib，按“确定”钮关闭该对话框，但是，在VC2008所带的WindowsSDKv6.0A中，缺少glaux.h和glaux.lib文件。
数据类型与函数命名
l
数据类型
为了独立于计算机平台，OpenGL有各种自定义的基本数据类型，参见表5-3。
其中，最常用的是GLfloat和HGLRC。
为了使你的OpenGL程序具有可移植性，在程序中应该尽量使用这些数据类型。
函数命名
OpenGL的库函数的名称一般为：
库类型+功能名（+参数数目+参数类型[+向量符]）
例如：
glColor3ub//核心库的颜色定义函数，参数为三个无符号字节数
glVertex3fv//核心库的顶点定义函数，参数为浮点数数组（三个一组）
gluLookAt//工具库的设置观察点函数（参数为9个双精度浮点数）
wglMakeCurrent//Windows扩展库的产生当前渲染描述表函数（两个参数：
HDC和HGLRC）
auxInitWindow//辅助库的初始化窗口函数
渲染范围
OpenGL通过用函数glBegin和glEnd：
voidglBegin（GLenummode）;
voidglEnd（void）;
把一组操作括起来（似C/C++的“{”和“}”）的方法，来管理图形。
其中glBegin函数的输入参数mode（图元类型）的取值可以为：
GL_POINTS（点）、GL_LINES（线）、GL_LINE_STRIP（线带）、GL_LINE_LOOP（线环）、GL_TRIANGLES（三角形）、GL_TRIANGLE_STRIP（三角形带）、GL_TRIANGLE_FAN（三角形扇）、GL_QUADS（四边形）、GL_QUAD_STRIP（四边形带）、GL_POLYGON（多边形）。
例如，画一个二维的正方形：
voidDrawGLSquare（）
{
//X-Y平面中的正方形
glBegin（GL_LINES）;
//逆时针画边线框，图元为直线
//画左边线
glVertex3f（-1.0f,1.0f,0.0f）;
//似MoveTo
glVertex3f（-1.0f,-1.0f,0.0f）;
//似LineTo
//画下边线
glVertex3f（1.0f,-1.0f,0.0f）;
//画右边线
glVertex3f（1.0f,1.0f,0.0f）;
//画上边线
glEnd（）;
}
矩阵栈
在OpenGL中使用矩阵进行渲染三维场景所需要的数据计算。
为简化操作，OpenGL提供一个矩阵栈，每次用栈顶的矩阵对给定的物体或场景进行渲染。
可用glPushMatrix和glPopMatrix函数来将矩阵压栈和出栈，还可以用glScalef和glRotatef等函数对栈顶的矩阵进行缩放和旋转等修改。
glLoadIdentity（）;
//设置当前矩阵为单位矩阵（无缩放和旋转）
glColor3f（1.0f,0.0f,0.0f）;
//设置绘图颜色为红色
DrawGLSquare（）;
//画正方形
//glPushMatrix（）把当前的矩阵拷贝到栈中.当调用glPopMatrix时,最后压入栈的矩阵恢
//复为当前矩阵.
glPushMatrix（）;
glScalef（2.0f,0.5f,0.0f）;
//x方向的尺寸放大一倍,y方向的尺寸缩小一半
glColor3f（0.0f,1.0f,0.0f）;
//设置绘图颜色为绿色
//画扁矩形
glPopMatrix（）;
glRotatef（45.0f,0.0f,0.0f,1.0f）;
//沿z轴旋转45度
glColor3f（0.0f,0.0f,1.0f）;
//设置绘图颜色为蓝色
//画菱形
glScalef（0.5f,0.5f,0.0f）;
//x方向与y方向的尺寸都缩小一半
glColor3f（1.0f,1.0f,0.0f）;
//设置绘图颜色为黄色
//画小菱形
渲染环境
OpenGL命令
当前OpenGL渲染环境RC
Windows设备环境DC
OpenGL应用程序
图5-12
正方形及其矩阵变换
Windows应用程序使用设备环境（DC=DeviceContext）来进行图形输出，WindowsGDI管理DC，并提供所需的各种设置与绘图函数（在MFC中封装到了CDC类内）。
但是为了跨平台和通用，OpenGL却不使用标准的WindowsDC，而是使用一种渲染环境（RC=RenderingContext）来绘图。
但是，在Windows平台中，RC的绘图并不能直接输出到显示和打印设备上，最终还是需要通过DC来具体实现。
参见图5-13。
图5-13
DC与RC的关系
与DC相似，RC也用于保存在给定窗口中渲染一个场景所需的各种绘图信息。
一个RC可同时供多个线程使用，但是在同一时刻，一个线程只能有一个RC。
但与DC不同的是，OpenGL并不需要句柄或指向RC的指针，因为一个线程只能有一个RC。
所以，RC是隐含在绘图命令的调用中的。
所有的OpenGL绘图命令，都由当前RC来透明地接受和处理。
为了使OpenGL能在Windows中工作，必须有一种将RC与DC联系起来的机制，这需要使用Windows扩展库中的若干函数，例如：
HGLRCwglCreateContext（HDC）;
//生成RC
BOOLwglDeleteContext（HGLRC）;
//删除RC
BOOLwglMakeCurrent（HDC,HGLRC）;
//激活RC
因为OpenGL与Windows在像素格式方面可能不一致，所以在初始化时，必须有一个协商过程，协商的结果就是RC。
这一协商过程需要几个GDI函数来处理，而它们都需要如下的一种复杂像素格式描述符结构：
typedefstructtagPIXELFORMATDESCRIPTOR{//pfd
WORD
nSize;
//结构大小
nVersion;
//版本
DWORDdwFlags;
//标志
BYTE
iPixelType;
//像素类型=PFD_TYPE_RGBA
//或PFD_TYPE_COLORINDEX
cColorBits;
//颜色位数
cRedBits;
//红色位数
cRedShift;
//红色偏移
cGreenBits;
//绿色位数
cGreenShift;
//绿色偏移
BYTE
cBlueBits;
//蓝色位数
cBlueShift;
//蓝色偏移
cAlphaBits;
//α值位数
cAlphaShift;
//α值偏移
cAccumBits;
//光栅缓存位数
cAccumRedBits;
//光栅缓存红色位数
cAccumGreenBits;
//光栅缓存绿色位数
cAccumBlueBits;
//光栅缓存蓝色位数
cAccumAlphaBits;
//光栅缓存α值位数
cDepthBits;
//深度缓存位数
cStencilBits;
//图案缓存位数
cAuxBuffers;
//辅助缓存位数
iLayerType;
//层类型（现已不使用）
bReserved;
//保留（设定覆盖和铺垫的位面数）
DWORDdwLayerMask;
//层掩模（现已不使用）
DWORDdwVisibleMask;
//可视掩模（透明的颜色）
DWORDdwDamageMask;
//损伤掩模（现已不使用）
}PIXELFORMATDESCRIPTOR;
其中标志dwFlags的常用可取值有：
PFD_DRAW_TO_WINDOW
PFD_DRAW_TO_BITMAP
PFD_SUPPORT_GDI
PFD_SUPPORT_OPENGL
PFD_DOUBLEBUFFER
PFD_SWAP_LAYER_BUFFERS
PIXELFORMATDESCRIPTORpfd={
sizeof（PIXELFORMATDESCRIPTOR）,//结构大小
1,//版本号
PFD_DRAW_TO_WINDOW//标志（在窗口中绘图、支持OpenGL、
|PFD_SUPPORT_OPENGL|PFD_DOUBLEBUFFER,//采用双缓冲机制）
PFD_TYPE_RGBA,//像素类型
24,//24b颜色
0,0,0,0,0,0,//颜色位数与偏移
0,0,//α值位数与偏移
0,0,0,0,0,//光栅缓存位数
32,//32b深度缓存
0,0,//无图案缓存和辅助缓存
0,//层类型（现已不使用）
0,//保留
0,0,0//不支持掩模
};
m_hDC=GetDC（）->
GetSafeHdc（）;
//获取DC句柄
intnPixelFormat=ChoosePixelFormat（m_hDC,&
pfd）;
//在DC支持的像素格式中
//选择与pfd最匹配的像素格式
SetPixelFormat（m_hDC,nPixelFormat,&
//设置DC的像素格式
m_hRC=wglCreateContext（m_hDC）;
//创建一个与DC匹配的RC
wglMakeCurrent（m_hDC,m_hRC）;
//设置调用线程的当前RC为m_hRC
//将m_hRC与m_hDC关联在一起
简单例子
为了说明如何用VC开发OpenGL程序，我们看一个简单的例子：
建立一个SDI的MFC项目GL
在项目设置中添加对应的库文件：
opengl32.libglu32.libglaux.lib
在视图类CGLView中包含OpenGL的头文件：
在视图类CGLView中定义类变量：
HGLRCm_hRC;
HDCm_hDC;
在视图类CGLView的PreCreateWindow函数中修改窗口的创建结构，以剪掉子窗口和兄弟窗口：
（这是OpenGL所要求的）
BOOLCGLView:
:
PreCreateWindow（CREATESTRUCT&
cs）{
cs.style|=WS_CLIPSIBLINGS|WS_CLIPCHILDREN;
returnCView:
PreCreateWindow（cs）;
在视图类CGLView中添加WM_CREATE的消息响应函数OnCreate，在该函数中初始化OpenGL：
intCGLView:
OnCreate（LPCREATESTRUCTlpCreateStruct）{
if（CView:
OnCreate（lpCreateStruct）==-1）return-1;
//TODO:
Addyourspecializedcreationcodehere
PIXELFORMATDESCRIPTORpfd={
sizeof（PIXELFORMATDESCRIPTOR）,
1,
PFD_DRAW_TO_WINDOW|PFD_SUPPORT_OPENGL|
PFD_DOUBLEBUFFER,
PFD_TYPE_RGBA,
24,
0,0,0,0,0,0,
0,0,
0,0,0,0,0,
32,
0,
0,0,0
};
m_hDC=GetDC（）->
intnPixelFormat=ChoosePixelFormat（m_hDC,&
SetPixelFormat（m_hDC,nPixelFormat,&
m_hRC=wglCreateContext（m_hDC）;
wglMakeCurrent（m_hDC,m_hRC）;
glClearColor（0.0f,0.0f,0.0f,0.0f）;
//设置背景为黑色
return0;
为了避免内存泄漏，在应用程序退出时，必须删除所创建的RC。
这需要为视图类添加WM_DESTROY的消息响应函数OnDestroy：
voidCGLView:
OnDestroy（）{
CView:
OnDestroy（）;
wglMakeCurrent（NULL,NULL）;
//选出RC
wglDeleteContext（m_hRC）;
为了使RC适应用户对窗口大小的调整，必须为视图类添加WM_SIZE的消息响应函数OnSize。
可在此函数中重置映射和模型矩阵、重建观察窗口和视锥：
OnSize（UINTnType,intcx,intcy）{
OnSize（nType,cx,cy）;
glViewport（0,0,cx,cy）;
//设置视口范围（有变形）
//glViewport（0,0,min（cx,cy）,min（cx,cy））;
//设置视口范围为cx与cy的最小值
glMatrixMode（GL_PROJECTION）;
//设置投影矩阵
//装入单位矩阵
gluPerspective（30,1,-3
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