OpenGL入门和示例程序

大家好，今天雅乐网给大家介绍一下OpenGL的一些基本语法和一个简单的示例程序。

OpenGL是什么呢？说简单一点，就是一个图形软件包，它提供了许多函数供我们调用。我们看看维基百科上的说法

开放图形库（英语：Open Graphics Library，缩写为OpenGL）是个定义了一个跨编程语言、跨平台的应用程序接口（API）的规范，它用于生成二维、三维图像。这个接口由近三百五十个不同的函数调用组成，用来从简单的图形比特绘制复杂的三维景象。而另一种程序接口系统是仅用于Microsoft Windows上的Direct3D。OpenGL常用于CAD、虚拟实境、科学可视化程序和电子游戏开发。

因为不同的平台对图形的处理不一样，编程时需要分别对待。但是有了这个规范化的OpenGL，我们可以轻松写出跨平台的图形应用。而且直接使用OPenGL提供的函数非常方便，简化了开发过程。目前OpenGL的规范管理者包括SGI，Microsoft，Intel，IBM，SUN等知名公司，已经成为实际上的工业标准。与之类似的还有微软的DIrect X和Adobe的Postscript等。

OpenGL的绘制流程

OpenGL位于操作系统和应用软件之间，给软件开发提供支持。

OpenGL在计算机系统中的层次

OpenGL的绘制流程如下图所示。软件调用OpenGL提供的api函数，OpenGL的函数把绘制图形的命令送到命令缓冲区，命令缓冲区的数据会进行一些变换、光照，投影，将结果数据送到光栅化流程中，最后，光栅化的结果被送入帧缓存，图像就显示在屏幕上了。

一个简单的OpenGL绘制流程图

注意：只有命令缓冲区被清空时，缓冲区的命令和数据才会传递给下一个阶段，OpenGL命令才会执行。

OpenGL的函数库

OpenGL主要由以下几个函数库组成。

1. OpenGL核心库。以gl为前缀，支持所有OpenGL平台。主要功能：常规和核心图形处理。
2. OpenGL实用程序库，以glu为前缀，支持所有OpenGL平台。主要功能：通过调用核心库实现复杂功能，例如纹理映射、坐标变换。
3. OpenGL编程辅助库，以aux为前缀，并不支持所有的平台。主要用于窗口管理、输入输出和简单三维形体绘制。
4. OpenGL实用程序工具包（GLUT），以glut为前缀，支持所有平台。主要提供基于窗口的工具，例如创建窗口、菜单等
5. Windows专用库。wgl前缀。

函数命名规律

一般函数遵循 <库前缀><命令><参数个数><参数类型>的规则。

一些符号常量以GL开头。

数据类型

一个完整的OpenGL程序

OpenG开发环境的搭建可以参考

下面介绍的是一个画矩形的程序。

1. 头文件

OpenGL没有包含窗口系统，因此要在头文件中引入。如果在windows下，可以引入

C

#include <windows.h>
#include <gl/gl.h>
#include <gl/glu.h>

而如果使用GLUT进行窗口管理，可以直接包含glut.h ，glut.h保证了gl.h和glu.h被包含。

2. 窗口管理

使用GLUT首先需要初始化，并对命令行参数进行处理。

glutInit(&argc, argv);

接着就可以创建窗口了，但是在创建窗口之前还要设置一些窗口的样式

C

glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB); //指定单缓存 使用RGB颜色模型
glutInitWindowSize(400, 300); //窗口大小
glutInitWindowPosition(100, 120); //窗口起始位置 左上角为0,0

窗口大小和位置不设置的话就是默认设置

设定样式后可以创建窗口了

glutCreateWindow(“My first OpenGL demo”);

该函数的参数是窗口的标题。

创建窗口后，需要指定窗口要显示的内容了。通常把要显示的内容写到一个显示回调函数中。

glutDisplayFunc(Display);

Display函数就是当前窗口显示内容的函数。在每次屏幕刷新，窗口重绘时，都会调用Display函数。

这时候还需要最后一步了，调用函数glutMainLoop(); 让窗口运行起来，让回调函数进行工作。

3. OpenGL绘图

绘图之前可以先初始化窗口的一些设置。

glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);

指定窗口背景色为白色。四个参数分别为红 绿 蓝 和Alpha成分（透明）。由于本次程序没有混合，所以使用不透明。

设置背景色后，可以使用函数glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);将背景色应用到窗口。

类似的还可以使用glColor设置图形绘制颜色。

因为OpenGL对图形的处理都是以三维方式进行，所以需要设置投影到二维

glMatrixMode(GL_PROJECTION);

gluOrtho2D(0.0, 200.0, 0.0, 150.0);

这两个函数使用正投影将横坐标0-200 纵坐标0-150内的区域投影到窗口。

然后就可以绘制矩形了

glRectf(50.0f, 100.0f, 150.0f, 50.0f);

绘制一个左上角50,100 右下角150 50的矩形。

最后在回调函数中，需要用glFlush();函数清空命令缓存，强制执行命令缓存区的所有命令、

我们一般习惯把一些只进行一次的函数写到一个初始化函数中，而把绘图函数写进去回调函数中。

完整的源代码

C

#include <gl/glut.h>

void Initial(void)
{
glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
gluOrtho2D(0.0, 200.0, 0.0, 150.0);
}

void Display(void)
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
glRectf(50.0f, 100.0f, 150.0f, 50.0f);
glFlush();
}

int main(int argc, char * argv[])
{
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
glutInitWindowSize(400, 300);
glutInitWindowPosition(100, 120);
glutCreateWindow("My first OpenGL demo");
glutDisplayFunc(Display);
Initial();
glutMainLoop();

return 0;
}

测试程序运行正常

如果你的笔记本不显示图形，可能是因为双显卡的问题，可以参考