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VC2005下利用OpenGL實現三維繪圖
在三維繪圖蓬勃發展的過程中，計算機公司推出了大量的三維繪圖軟件包。其中SGI公司推出的OpenGL，作為一個 性能 優越的圖形應用程序設計界面（API）異軍突起，取得了很大的成就。它以高性能的交互式三維圖形建模能力和易于編程 開發 ，得到了Microsoft、IBM
在三維繪圖蓬勃發展的過程中，計算機公司推出了大量的三維繪圖軟件包。其中SGI公司推出的OpenGL，作為一個性能優越的圖形應用程序設計界面（API）異軍突起，取得了很大的成就。它以高性能的交互式三維圖形建模能力和易于編程開發，得到了Microsoft、IBM、DEC、Sun、HP等大公司的認同。因此，OpenGL已經成為一種三維圖形開發標準，是從事三維圖形開發工作的必要工具。 1、初始化OpenGL繪圖環境
1.1 定義顏色格式和緩沖模式
OpenGL提供兩種顏色模式：RGB（RGBA）模式和顏色索引模式（調色板）。在RGBA模式下所有顏色的定義用RGB三個值來表示，有時也加上Alpha值（表示透明度）。RGB三個分量值的范圍都在0和1之間，它們在最終顏色中所占的比例與它們的值成正比。如：（1、1、0）表示黃色，（0、0、1）表示藍色。顏色索引模式下每個象素的顏色是用顏色索引表中的某個顏色索引值表示（類似于從調色板中選取顏色）。由于三維圖形處理中要求顏色靈活，而且在陰影，光照，霧化，融合等效果處理中RGBA的效果要比顏色索引模式好，所以，在編程時大多采用RGBA模式。
OpenGL提供了雙緩存來繪制圖像。即在顯示前臺緩存中的圖像同時，后臺緩存繪制第二幅圖像。當后臺繪制完成后，后臺緩存中的圖像就顯示出來，此時原來的前臺緩存開始繪制第三幅圖像，如此循環往復，以增加圖像的輸出速度。
設置窗口顯示模式函數：
| void auxInitDisplayMode( AUX_DOUBLE | // 雙緩存方式 AUX_RGBA // RGBA顏色模式 ); |
1.2 設置光源
OpenGL的光源大體分為三種：環境光（Ambient light），即來自于周圍環境沒有固定方向的光。漫射光（Diffuse light）來自同一個方向，照射到物體表面時在物體的各個方向上均勻發散。鏡面光（Specular light）則是來自于同一方向，也沿同一個方向反射。全局環境光是一種特殊的環境光，它不來自特于某種定光源，通常做為場景的自然光源。
指定光源函數：
| void glLightfv( Glenum light, // 光源號 Glenum pname, // 指明光源類型： // GL_DIFFUSE 光源為漫射光光源 // GL_AMBIENT 光源為環境光光源 // GL_SPECULAR 光源為鏡面光光源 const Glfloat* params // 指向顏色向量的指針 ); |
設置全局環境光函數：
| void glLightModelfv( GL_LIGHT_MODEL_ AMBIENT, const Glfloat* param // param：指向顏色向量的指針 ); |
起用光源函數：
| void glEnable(GL_LIGHTING); void glEnable(GL_enum cap); // cap：指明光源號 |
1.3 設置材質
在OpenGL中，用材料對光的三原色（紅綠藍）的反射率大小來定義材料的顏色。與光源相對應，材料的顏色，也分為環境色，漫反射色和鏡面反射色，由此決定該材料對應不同的光呈現出不同的反射率。由于人所看到物體的顏色是光源發出的光經物體反射后進入眼睛的顏色。所以，物體的顏色是光源的環境光，漫反射光和鏡面反射光與材料的環境色，漫反射色和鏡面反射色的綜合。例如：OpenGL的光源色是（LR、LG、LB），材質色為（MR、MG、MB），那么，在忽略其他反射效果的情況下，最終進入眼睛的顏色是（LR*MR、LG*MG、LB*MB）。
材質定義函數：
| void glMaterialfv( GLenum face, // 指明在設置材質的哪個表面的顏色。 // 可以是GL_FRONT、GL_BACK、GL_FRONT_AND_BACK GLenum pname, // 與光源的pname參數相似 const float* params // 指向材質的顏色向量 ); |
1.4 定義投影方式
也即選擇觀察物體的角度和范圍。由于我們是三維繪圖，所以采用不同的視點和觀察范圍，就會產生不同的觀察效果。由于計算機只能顯示二維圖形，所以在表示真實世界中的三維圖形時，需將三維視景轉換成二維視景。這是產生三維立體效果的關鍵。OpenGL提供了兩種將3D圖形轉換成2D圖形的方式。正投影（Orthographic Projection）和透視投影（Perspective Projection）。其中，正投影指投影后物體的大小與視點的遠近無關，通常用于CAD設計；而透視投影則符合人的心理習慣，離視點近的物體大，離視點遠的物體小。此外，在OpenGL中還要定義投影范圍，只有在該范圍中的物體才會被投射到計算機屏幕上，投影范圍外的物體將被裁減掉。
定義投影范圍（不同的投影方式對應不同函數）：
| void glOrtho( GLdouble left, GLdouble right, // （left,bottom,near）及（right,top,far）分別給出正射投 GLdouble bottom, GLdouble top, // 影投影范圍的左下角和右上角的坐標。 GLdouble near,GLdouble far); |
2、定義與Windows接口的系統函數
2.1 定義繪圖窗口的位置
| // （x,y）給出窗口左上角坐標 // width及heigh給出窗口的寬高 void auxInitPosition(GLint x,GLint y,GLsizei width, GLsizei heigh); |
2.2 定義繪圖窗口的標題
| // STR表示窗口標題字串 void auxInitWindow(GLbyte* STR); |
2.3 定義繪圖窗口改變時的窗口刷新函數
| // 當窗口改變形狀時調指定的回調函數 // NAME表示回調函數名稱 void auxReshapeFunc(NAME); |
2.4 定義空閑狀態的空閑狀態函數以實現動畫
| // 當系統空閑時調用指定的回調函數 // NAME表示回調函數名稱 void auxIdleFunc(NAME); |
2.5 定義場景繪制函數（當窗口更新或場景改變時調用）
| // 當窗口需要更新或場景變化時調用 // NAME表示回調函數名稱 void auxMainLoop(NAME); |
3、在VC下實現程序編譯
在VC編輯器下鍵入下述代碼后，保存為后綴是.cpp的C++文件。開始編譯，在“The build command requires an active project workspace”。“Would you like to create a default project workspace”？ 的提示后，選擇“是（Y）”。進入“Project”菜單，選擇“Setting”項，彈出“Project Setting”對話框，選擇“Link”項，在“Libaray”欄目中加入OpenGL提供的函數庫：“opengl32.lib glu32.lib glaux.lib”。（注意：在執行程序時，Windows的system目錄下要包含opengl32.dll及glu32.dll兩個動態連接庫）。附源程序代碼：
| #include "windows.h" #include "gl/gl.h" #include "gl/glaux.h" #include "gl/glu.h" #include "math.h" void myinit() { glClearColor(1,1,0,0); GLfloat ambient[]={.5,.5,.5,0}; glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, ambient); GLfloat mat_ambient[]={.8,.8,.8,1.0}; GLfloat mat_diffuse[]={.8,.0,.8,1.0}; GLfloat mat_specular[]={1.0,.0,1.0,1.0}; GLfloat mat_shininess[]={50.0}; GLfloat light_diffuse[]={0,0,.5,1}; GLfloat light_position[]={0,0,1.0,0}; glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK,GL_AMBIENT,mat_ambient); glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK,GL_DIFFUSE,mat_diffuse); glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK,GL_SPECULAR,mat_specular); glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK,GL_SHININESS,mat_shininess); glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, light_diffuse); glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION, light_position); glEnable(GL_LIGHTING); glEnable(GL_LIGHT0); glDepthFunc(GL_LESS); glEnable(GL_DEPTH_TEST); } void CALLBACK display() { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT); auxSolidSphere(1.0); // 繪制半徑為1.0的實體球 glFlush(); // 強制輸出圖像 auxSwapBuffers(); // 交換繪圖緩存 Sleep(100); } void CALLBACK Idledisplay() { // x,y滿足x2+y2=0.01。這樣可以使物體沿該圓軌跡運動。 static float x=-.1,y=0.0; static BOOL mark=TRUE; static float step=.01; x+=step; if(x<=.1&&x>=-.1) { if(step>0) y=sqrt(.01-x*x); else y=-sqrt(.01-x*x); glTranslatef(x,y,0); } else { step=0-step; } display(); } void CALLBACK myReshape(GLsizei w,GLsizei h) { glViewport(0,0,w,h); glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); if(w<=h) glOrtho(-3.5,3.5,-3.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h, 3.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h,-10,10); else glOrtho(-3.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h,3.5* (GLfloat)w/(GLfloat)h,-3.5,3.5,-10,10); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); } void main() { auxInitDisplayMode(AUX_DOUBLE|AUX_RGBA); auxInitPosition(0,0,400,400); auxInitWindow(" circle "); myinit(); auxReshapeFunc(myReshape); auxIdleFunc(Idledisplay); auxMainLoop(display); } |
在Visual C++ 2005下編譯
cl a.cpp /linkopengl32.lib glu32.lib glaux.lib user32.lib gdi32.lib kernel32.lib advapi32.lib
原文轉自：http://www.anti-gravitydesign.com
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