(计算机图形学)4.OpenGL编程基础.ppt

计算机图形学第4讲 OpenGL基础 华中科技大学CAD中心 吴义Cad.wyz@hust.edu.cn * 主要内容 OpenGL的主要功能 OpenGL的绘制流程 OpenGL的基本语法 OpenGL的GLUT工具 VC开发OpenGL * OpenGL图形软件包 OpenGL是SGI（Silicon Graphics Inc.）公司对IRIS GL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OpenGL Architecture Review Board（ARB）以投票方式产生，并制成规范文档公布。 * OpenGL图形库的特点 非面向对象 非实体造型核心 动态库 OpenGL的主要功能 模型绘制 模型观察 颜色模式 光照模型 字体、位图和图像处理 * OpenGL的主要功能(OpenGL PG.pdf) 纹理映射 实时动画 交互技术 反走样、雾化、融合 细分显示 NURBS * OpenGL的绘制流程——工作方式 * 图 OpenGL图形处理系统在计算机系统中的层次结构 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。 OpenGL的绘制流程——流水线 * 图 一条简化的OpenGL绘制流水线 OpenGL命令将被放在一个命令缓冲区中，这样命令缓冲区中包含了大量的命令、顶点数据和纹理数据。当缓冲区被清空时，缓冲区中的命令和数据都将传递给流水线的下一个阶段。 OpenGL内部处理过程 OpenGL的基本语法——3.2版本相关库 * OpenGL核心库：gl（41个函数） OpenGL实用程序库： glu（115个函数） OpenGL编程辅助库：aux OpenGL实用程序工具包（OpenGL utility toolkit，GLUT）：glut Windows专用库：wgl OpenGL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，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。 OpenGL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 GLbyte 8位整数 signed char B GLshort 16位整数 short S GLint，GLsizei 32位整数 long L GLfloat，GLclampf 32位浮点数 float F GLdouble，GLclampd 64位浮点数 double D GLubyte，GLboolean 8位无符号整数 unsigned char Ub GLshort 16位无符号整数 unsigned short Us GLuint，GLenum，GLbitfield 32位无符号整数 unsigned long Ui 表2.1 OpenGL的数据结构 OpenGL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 OpenGL程序实例——GLUT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） OpenGL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。 OpenGL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 0.0 0.0 0.0 红 1.0 0.0 0.0 绿 0.0 1.0 0.0 黄 1.0 1.0 0.0 蓝 0.0 0.0 1.0 紫 1.0 0.0 1.0 青 0.0 1.0 1.0 深灰 0.25 0.25 0.25 浅灰 0.75 0.75 0.75 棕 0.60 0