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一江春水向西流

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夫君子之行,静以修身,俭以养德.非澹泊无以明志, 非宁静无以致远.夫学须静也,才须学也,非学无以广才,非志无以成学,淫漫则不能励精,险躁则不能治性,年与时驰,意与日去,遂成枯落,多不接世,悲守穷庐,将复何及!

基于VC++的OpenGL编程讲座之基本图元  

2009-05-09 15:41:42|  分类: C/C++ |  标签: |举报 |字号 订阅

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  任何复杂的三维模型都是由基本的几何图元:点、线段和多边形组成的,有了这些图元,就可以建立比较复杂的模型。因此这部分内容是学习OpenGL编程的基础。

  一、基本图元的描述及定义

  OpenGL图元是抽象的几何概念,不是真实世界中的物体,因此须用相关的数学模型来描述。所有的图元都是由一系列有顺序的顶点集合来描述的。OpenGL中绘制几何图元,必须使用glBegain()和glEnd()这一对函数,传递给glBegain()函数的参数唯一确定了要绘制何种几何图元,同时,在该函数对中给出了几何图元的定义,函数glEnd()标志顶点列表的结束。例如,下面的代码绘制了一个多边形:

glBegin(GL_POLYGON);
glVertex2f(0.0,0.0);
glVertex2f(0.0,3.0);
glVertex2f(3.0,3.0);
glVertex2f(4.0,1.5);
glVertex2f(3.0,0.0);
glEnd();

  函数glBegin(GLenum mode)标志描述一个几何图元的顶点列表的开始,其参数mode表示几何图元的描述类型,具体类型见表一:

类型 说明
GL_POINTS 单个顶点集
GL_LINES 多组双顶点线段
GL_POLYGON 单个简单填充凸多边形
GL_TRAINGLES 多组独立填充三角形
GL_QUADS 多组独立填充四边形
GL_LINE_STRIP 不闭合折线
GL_LINE_LOOP 闭合折线
GL_TRAINGLE_STRIP 线型连续填充三角形串
GL_TRAINGLE_FAN 扇形连续填充三角形串
GL_QUAD_STRIP 连续填充四边形串
                  表一、几何图元类型说明

  部分几何图元的示意图:

基于VC++的OpenGL编程讲座之基本图元 - cucme - 一江春水向西流
图一、部分几何图元示意图

  在glBegin()和glEnd()之间最重要的信息就是由函数glVertex*()定义的顶点,必要时也可为每个顶点指定颜色(只对当前点或后续点有效)、法向、纹理坐标或其他,即调用相关的函数:

函数 函数意义
glColor*() 设置当前颜色
glIndex*() 设置当前颜色表
glNormal*() 设置法向坐标
glEvalCoord*() 产生坐标
glCallList(),glCallLists() 显示列表
glTexCoord*() 设置纹理坐标
glEdgeFlag*() 控制边界绘制
glMaterial*() 设置材质
              表二、在glBegin()和glEnd()之间可调用的函数

  需要指出的是:OpenGL所定义的点、线、多边形等图元与一般数学定义不太一样,存在一定的差别。一种差别源于基于计算机计算的限制。OpenGL中所有浮点计算精度有限,故点、线 、多边形的坐标值存在一定的误差。另一种差别源于位图显示的限制。以这种方式显示图形,最小的显示图元是一个象素,尽管每个象素宽度很小,但它们仍然比数学上所定义的点或线宽要大得多。当用OpenGL进行计算时,虽然是用一系列浮点值定义点串,但每个点仍然是用单个象素显示,只是近似拟合。

  二、点(Point)

  用浮点值表示的点称为顶点(Vertex)。所有顶点在OpenGL内部计算时都使用三维坐标(x,y,z)来处理,用二维坐标(x,y)定义的点在OpenGL中默认z值为0。顶点坐标也可以用齐次坐标(x,y,z,w)来表示,如果w不为0.0,这些齐次坐标表示的顶点即为三维空间点(x/w,y/w,z/w),一般来说,w缺省为1.0。

  可以用glVertex{234}{sifd}[V](TYPE cords)函数来定义一个顶点。例如:

glVertex2f(2.0f,3.0f);//二维坐标定义顶点;

  OpenGL中定义的点可以有不同的尺寸,其函数形式为:

void glPointSize(GLfloat size);

  参数size设置点的宽度(以象素为单位),必须大于0.0,缺省时为1.0。

  三、线(Line)

  在OpenGL中,线代表线段(Line Segment),它由一系列顶点顺次连结而成。具体的讲,线有独立线段、条带、封闭条带三种,如图二所示:

基于VC++的OpenGL编程讲座之基本图元 - cucme - 一江春水向西流
图二、线段的三种连结方式

  OpenGL能指定线的宽度并绘制不同的虚点线,如点线、虚线等。相应的函数形式如下:

  1、void glLineWidth(GLfloat width);

  设置线宽(以象素为单位)。参数width必须大于0.0,缺省时为1.0。

  2、void glLineStipple(GLint factor,GLushort pattern);

  设置当前线为虚点模式。参数pattern是一系列的16位二进制数(0或1),它重复地赋给所指定的线,从低位开始,每一个二进制位代表一个象素, 1表示用当前颜色绘制一个象素(或比例因子指定的个数),0表示当前不绘制,只移动一个象素位(或比例因子指定的个数)。参数factor是个比例因子,它用来拉伸pattern中的元素,即重复绘制1或移动0,比如,factor为2,则碰到1时就连续绘制2次,碰到0时连续移动2个单元。factor的大小范围限制在1到255之间。

  在绘制虚点线之前必须先启动虚点模式,即调用函数glEnable(GL_LINE_STIPPLE);结束时,调用glDisable(GL_LINE_STIPPLE)关闭。下面代码绘制了一个点线:

void line2i(GLint x1,GLint y1,GLint x2,GLint y2)
{
  glBegin(GL_LINES);
  glVertex2f(x1,y1);
  glVertex2f(x2,y2);
  glEnd();
}
glLineStipple (1, 0x1C47); /* 虚点线 */
glEnable(GL_LINE_STIPPLE);
glColor3f(0.0,1.0,0.0);
line2i (450 , 250 , 600 , 250 );
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