OpenGL绘图相关函数

第二章2024/3/812.6OpenGL图形软件包OpenGL的主要功能OpenGL的绘制流程OpenGL的基本语法OpenGL的程序实例2024/3/82OpenGL图形软件包OpenGL是SGI（SiliconGraphicsInc.）公司对IRISGL进行改进，扩展可移植性，形成的一个跨平台开放式图形编程接口。目前，OpenGL标准由1992年成立的独立财团OpenGLArchitectureReviewBoard（ARB）以投票方式产生，并制成规范文档公布。2024/3/83OpenGL的主要功能模型绘制模型观察颜色模式光照应用图像效果增强位图和图像处理纹理映射实时动画交互技术2024/3/84OpenGL的绘制流程——工作方式一个完整的窗口系统的OpenGL图形处理系统的结构为：最底层为图形硬件，第二层为操作系统，第三层为窗口系统，第四层为OpenGL，最上面的层为应用软件。图2.34OpenGL图形处理系统在计算机系统中的层次结构2024/3/85OpenGL的绘制流程——流水线图2.35一条简化的OpenGL绘制流水线包括命令、顶点数据和纹理等数据的OpenGL命令将放在命令缓冲区中，对几何顶点数据进行必要的变换、光照计算并进行投影后进入光栅化流程，根据几何形状、颜色及纹理数据生成图像的帧缓存地址和像素点值，结果置入帧缓冲存储器中。注意：只有当缓冲区被清空时，缓冲区中的命令和数据才会传递给流水线的下一个阶段，OpenGL命令才会得到执行。2024/3/86OpenGL的基本语法——相关库OpenGL核心库：gl

115个函数OpenGL实用程序库：glu

43个函数OpenGL编程辅助库：aux31个函数OpenGL实用程序工具包（OpenGLutilitytoolkit，GLUT）：glut30多个函数Windows专用库：wgl

6个函数2024/3/87OpenGL的基本语法——命名规则OpenGL函数都遵循一个命名约定，即采用以下格式：<库前缀><根命令><可选的参数个数><可选的参数类型>

例如函数glColor3f(…)，gl表示这个函数来自库gl.h，根命令Color表示该函数用于颜色设定，3f表示这个函数采用了三个浮点数参数。符号常量的表示：GL开头，下划线（_）分开，大写。例如：GL_RGB，GL_POLYGON等2024/3/88OpenGL的基本语法——数据类型OpenGL数据类型内部表示法定义为C类型C字面值后缀GLbyte8位整数signedcharBGLshort16位整数shortSGLint，GLsizei32位整数longLGLfloat，GLclampf32位浮点数floatFGLdouble，GLclampd64位浮点数doubleDGLubyte，GLboolean8位无符号整数unsignedcharUbGLshort16位无符号整数unsignedshortUsGLuint，GLenum，GLbitfield32位无符号整数unsignedlongUi表2.2OpenGL的数据类型2024/3/89OpenGL程序实例——头文件包含利用OpenGL实现图形绘制，首先要引入OpenGL核心库以及其他需要使用的库的头文件。glut保证了gl.h和glu.h被正确包含。#include<gl/glut.h>#include<windows.h>2024/3/810OpenGL程序实例——窗口管理初始化（glutInit

）创建窗口（glutCreateWindow）设定窗口的显示模式（glutInitDisplayMode）指定窗口的位置和大小（glutInitWindowPosition和glutInitWindowSize

）指定窗口的显示内容函数（glutDisplayFunc）运行框架（glutMainLoop）2024/3/811OpenGL程序实例——绘制图形指定窗口背景色（

glClearColor）颜色管理，使用RGB颜色模型。一种颜色用红、绿、蓝三种颜色成分混合而成，每种颜色成分使用0.0到1.0之间的任意有效浮点数来表示颜色值（见下页）。2024/3/812OpenGL程序实例——绘制图形混合色红色成分（R）绿色成分（G）蓝色成分（B）黑0.00.00.0红1.00.00.0绿0.01.00.0黄1.01.00.0蓝0.00.01.0紫1.00.01.0青0.01.01.0深灰0.250.250.25浅灰0.750.750.75棕0.600.400.12南瓜橙0.980.6250.12粉红0.980.040.70紫红0.600.400.70白1.01.01.0表2.2OpenGL的一些常用混合色2024/3/813OpenGL程序实例——绘制图形刷新窗口的缓冲区

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)；设定投影参数(将三维图形投影到显示窗口)

glMatrixMode(GL_PROJECTION);gluOrtho2D(0.0,200.0,0.0,150.0);绘制图形

glRectf(50.0f,100.0f,150.0f,50.0f);2024/3/814第三章2024/3/8153.4OpenGL实现橡皮筋技术橡皮筋技术的实现方法利用颜色的异或操作，对原有图形并不是擦除，而是再绘制一条同样的直线段并与原图形进行异或操作，此时原图形会从屏幕上消失；利用双缓存技术，绘制图形时分别绘制到两个缓存，交替显示。2024/3/816OpenGL实现橡皮筋技术鼠标实现鼠标响应函数

glutMouseFunc鼠标移动相应函数

glutMotionFunc

glutPassiveMotionFunc2024/3/817键盘实现键盘相应函数

glutKeyboardFuncOpenGL实现橡皮筋技术2024/3/8183.5OpenGL实现拾取操作设置拾取缓冲区voidglSelectBuffer(GLsizei

n,GLunint*buff);进入选择模式

GLint

glRenderMode(GLenummode);2024/3/81920OpenGL实现拾取操作名字堆栈操作初始化名字堆栈（glInitNames）将一个名字压入堆栈（glPushName）替换名字堆栈的栈顶元素（glLoadName）将栈顶元素弹出（glPopName）2024/3/82021设置合适的变换过程

gluPickMatrix(xPick,yPick,widthPick,heightPick,*vp);为每个图元分配名字并绘制切换回渲染模式分析选择缓冲区中的数据OpenGL实现拾取操作2024/3/8213.6OpenGL中的菜单功能菜单注册函数

glutCreateMenu(ProcessMenu);在菜单中加入菜单项voidglutAddMenuEntry(char*name,GLintvalue);将菜单与某个鼠标按键关联voidglutAttachMenu(button);2024/3/822第四章2024/3/823OpenGL中层次模型的实现显示列表的创建

glNewList(listID,listMode); glutSolidCube(2.0); ……

glEndList();显示列表的执行

voidglListBase(GLuint

offsetValue);2024/3/824多级显示列表

OpenGL支持创建多级显示列表，即在glNewList和glEndLsit函数对之间允许调用glCallList函数来执行其他显示列表。显示列表的删除

voidglDeleteLists(GLuint

listID,GLsizeirange);OpenGL中层次模型的实现2024/3/82526GLUT库中的多面体函数OpenGL中的实体模型函数函数说明glutSolidTetrahedron()glutWireTetrahedron()绘制中心位于世界坐标系原点的实心四面体和线框四面体，四面体的半径为

。glutSolidCube(size)glutWireCube(size)绘制中心位于世界坐标系原点的实心立方体和线框立方体，立方体的半径为size，size是一个双精度浮点值。glutSolidOctahedron()glutWireOctahedron()绘制中心位于世界坐标系原点的实心八面体和线框八面体，八面体的半径为1.0。glutSolidDodecahedron()glutWireDodecahedron()绘制中心位于世界坐标系原点的实心12面体和线框12面体，12面体的半径为

。glutSolidIcosahedron()glutWireIcosahedron()绘制中心位于世界坐标系原点的实心20面体和线框20面体，20面体的半径为1.0。表4.1GLUT生成规则多面体的函数2024/3/82627GLUT库中的二、三次曲面绘制实体或线框球面

voidglutSolidSphere/glutWireSphere(GLdoubleradius,GLintslices,GLintstacks);绘制实体或线框圆锥面

voidglutSolidCone/glutWireCone(GLdoubleradius,GLdoubleheight,GLintslices,GLintstacks);OpenGL中的实体模型函数2024/3/82728绘制实体或线框圆环

voidglutSolidTorus/glutWireTorus(GLdouble

innerRadius,GLdouble

outerRadius,GLint

slices,GLintstacks);绘制实体或线框茶壶

voidglutSolidTeapot/glutWireTeapot(GLdoublesize);OpenGL中的实体模型函数2024/3/82829GLU二次曲面函数定义一个二次曲面

GLUquadricObj*sphere;激活二次曲面绘制器

sphere=gluNewQuadric();指定二次曲面的绘制方式

gluQuadricDrawStyle(sphere,GLU_LINE);OpenGL中的实体模型函数2024/3/82930绘制二次曲面

gluSphere(sphere,radius,slices,stacks);

gluCylinder(sphere,baseRadius,topRadius,height,slices,stacks)；

gluDisk(sphere,innerRadius,outerRadius,slices,stacks)；OpenGL中的实体模型函数2024/3/8304.3非规则对象的表示分形几何形状语法基于分数维理论的随机模型基于物理的模型粒子系统模型数据场可视化2024/3/831OpenGL中层次模型的实现显示列表的创建

glNewList(listID,listMode); glutSolidCube(2.0); ……

glEndList();显示列表的执行

voidglListBase(GLuint

offsetValue);2024/3/832多级显示列表

OpenGL支持创建多级显示列表，即在glNewList和glEndLsit函数对之间允许调用glCallList函数来执行其他显示列表。显示列表的删除

voidglDeleteLists(GLuint

listID,GLsizeirange);OpenGL中层次模型的实现2024/3/833第五章2024/3/8345.8在OpenGL中绘图点的绘制直线的绘制多边形面的绘制OpenGL中的字符函数OpenGL中的反走样2024/3/835点的绘制点的绘制

glBegin(GL_POINTS)；glVertex3f(0.0f,0.0f,0.0f);glVertex3f(10.0f,0.0f,0.0f);

glEnd()；点的属性（大小）

voidglPointSize(GLfloatsize)；2024/3/836（a）GL_LINES画线模式（b）GL_LINE_STRIP画线模式（c）GL_LINE_LOOP画线模式图5-57OpenGL画线模式直线的绘制直线的绘制模式GL_LINESGL_LINE_STRIPGL_LINE_LOOP2024/3/837直线的绘制直线的属性线宽voidglLineWidth(GLfloatwidth)线型

glEnable(GL_LINE_STIPPLE)；

glLineStipple(GLintfactor，GLushortpattern)；2024/3/838直线的绘制图5-58画线模式用于构造线段2024/3/839多边形面的绘制三角形面的绘制GL_TRIANGLESGL_TRIANGLE_STRIPGL_TRIANGLE_FAN四边形面的绘制GL_QUADSGL_QUADS_STRIP多边形面的绘制（GL_POLYGON）2024/3/840多边形面的绘制多边形面的绘制规则所有多边形都必须是平面的。多边形的边缘决不能相交，而且多边形必须是凸的。解决：对于非凸多边形，可以把它分割成几个凸多边形（通常是三角形），再将它绘制出来。2024/3/841多边形面的绘制问题：轮廓图形状态会看到组成大表面的所有小三角形。处理OpenGL提供了一个特殊标记来处理这些边缘，称为边缘标记。

glEdgeFlag（True）

glEdgeFlag（False）422024/3/842多边形面的属性多边形面的正反属性（绕法）指定顶点时顺序和方向的组合称为“绕法”。绕法是任何多边形图元的一个重要特性。一般默认情况下，OpenGL认为逆时针绕法的多边形是正对着的。

glFrontFace(GL_CW)；2024/3/843多边形面的属性多边形面的颜色glShadeModel(GL_FLAT)用指定多边形最后一个顶点时的当前颜色作为填充多边形的纯色，唯一例外是GL_POLYGON图元，它采用的是第一个顶点的颜色。

glShadeModel(GL_SMOOTH)从各个顶点给三角形投上光滑的阴影，为各个顶点指定的颜色之间进行插值。2024/3/844多边形面的属性多边形面的显示模式

glPolygonMode(GLenum

face，GLenummode)；参数face用于指定多边形的哪一个面受到模式改变的影响。参数mode用于指定新的绘图模式。452024/3/845多边形面的属性多边形面的填充

多边形面既可以用纯色填充，也可以用32×32的模板位图来填充。

voidglPolygonStipple(const

GLubyte*mask);glEnable(GL_POLYGON_STIPPLE);462024/3/846多边形面的属性多边形面的法向量法向量是垂直于面的方向上点的向量，它确定了几何对象在空间中的方向。在OpenGL中，可以为每个顶点指定法向量。

voidglNormal3{bsidf}(TYPEnx,TYPEny,TYPEnz);voidglNormal3{bsidf}v(constTYPE*v);472024/3/847OpenGL中的字符函数GLUT位图字符voidglutBitmapCharacter(void*font,intcharacter);GLUT矢量字符voidglutStrokeCharacter(void*font,intcharacter);482024/3/848OpenGL中的反走样启用反走样

glEnable(primitiveType);启用OpenGL颜色混和并指定颜色混合函数

glEnable(GL_BLEND);

glBlendFunc(GL_SC