OpenGL学习笔记：颜色（RGBA颜色，颜色索引模式）
OpenGL支持两种颜色模式：一种是RGBA，一种是颜色索引模式。
无论哪种颜色模式，计算机都必须为每一个像素保存一些数据。
不同的是，RGBA模式中，数据直接就代表了颜色；而颜色索引模式中，数据代表的是一个索引，要得到真正的颜色，还必须去查索引表。
1. RGBA颜色
RGBA模式中，每一个像素会保存以下数据：R值（红色分量）、G值（绿色分量）、B值（蓝色分量）和A值（alpha分量）。其中红、绿、蓝三种颜色相组合，就可以得到我们所需要的各种颜色，而alpha不直接影响颜色，它将留待以后介绍。
在RGBA模式下选择颜色是十分简单的事情，只需要一个函数就可以搞定。
glColor*系列函数可以用于设置颜色，其中三个参数的版本可以指定R、G、B的值，而A值采用默认；
四个参数的版本可以分别指定R、G、B、A的值。
例如：
void glColor3f(GLfloat red, GLfloat green, GLfloat blue);
void glColor4f(GLfloat red, GLfloat green, GLfloat blue, GLfloat alpha); 将浮点数作为参数，其中0.0表示不使用该种颜色，而1.0表示将该种颜色用到最多。
例如：
glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); //表示不使用绿、蓝色，而将红色使用最多，于是得到最纯净的红色。
glColor3f(0.0f, 1.0f, 1.0f); //表示使用绿、蓝色到最多，而不使用红色。混合的效果就是浅蓝色。
glColor3f(0.5f, 0.5f, 0.5f); //表示各种颜色使用一半，效果为灰色。实际上，计算机可以显示的颜色种数将由硬件决定。如果OpenGL找不到精确的颜色，会进行类似“四舍五入”的处理。
大家可以通过改变下面代码中glColor3f的参数值，绘制不同颜色的矩形。
void myDisplay1(void)
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glColor3f(0.0f, 1.0f, 1.0f);
glRectf(-0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f);
glFlush();
}采用f和d做后缀的函数，以1.0表示最大的使用。
采用b做后缀的函数，以127表示最大的使用。
采用ub做后缀的函数，以255表示最大的使用。
采用s做后缀的函数，以32767表示最大的使用。
采用us做后缀的函数，以65535表示最大的使用。
这些规则看似麻烦，但熟悉后实际使用中不会有什么障碍。
2、索引颜色
在索引颜色模式中，OpenGL需要一个颜色表。这个表就相当于画家的调色板：虽然可以调出很多种颜色，但同时存在于调色板上的颜色种数将不会超过调色板的格数。试将颜色表的每一项想象成调色板上的一个格子：它保存了一种颜色。
在使用索引颜色模式画图时，我说“我把第i种颜色设置为某某”，其实就相当于将调色板的第i格调为某某颜色。“我需要第k种颜色来画图”，那么就用画笔去蘸一下第k格调色板。 颜色表的大小是很有限的，一般在256~4096之间，且总是2的整数次幂。在使用索引颜色方式进行绘图时，总是先设置颜色表，然后选择颜色。
2.1、选择颜色
使用glIndex*系列函数可以在颜色表中选择颜色。其中最常用的可能是glIndexi，它的参数是一个整形。
void glIndexi(GLint c);
2.2、设置颜色表
OpenGL并直接没有提供设置颜色表的方法，因此设置颜色表需要使用操作系统的支持。我们所用的Windows和其他大多数图形操作系统都具有这个功能，但所使用的函数却不相同。正如我没有讲述如何自己写代码在Windows下建立一个窗口，这里我也不会讲述如何在Windows下设置颜色表。 GLUT工具包提供了设置颜色表的函数glutSetColor，但我测试始终有问题。现在为了让大家体验一下索引颜色，我向大家介绍另一个OpenGL工具包：aux。这个工具包是VisualStudio自带的，不必另外安装，但它已经过时，这里仅仅是体验一下，大家不必深入。
/* glaux.h未安装，以后做讨论
#include
#pragma comment (lib, "opengl32.lib")
#pragma comment (lib, "glaux.lib")
const GLdouble Pi = 3.1415926536;
void myDisplay5(void)
{
int i;
for(i=0; i<8; ++i)
auxSetOneColor(i, (float)(i&0x04), (float)(i&0x02), (float)(i&0x01));
glShadeModel(GL_FLAT);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
glVertex2f(0.0f, 0.0f);
for(i=0; i<=8; ++i)
{
glIndexi(i);
glVertex2f(cos(i*Pi/4), sin(i*Pi/4));
}
glEnd();
glFlush();
}*/ 首先，使用auxSetOneColor设置颜色表中的一格。循环八次就可以设置八格。 glShadeModel等下再讲，这里不提。
然后在循环中用glVertex设置顶点，同时用glIndexi改变顶点代表的颜色。
最终得到的效果是八个相同形状、不同颜色的三角形。 索引颜色虽然讲得多了点。
索引颜色的主要优势是占用空间小（每个像素不必单独保存自己的颜色，只用很少的二进制位就可以代表其颜色在颜色表中的位置），花费系统资源少，图形运算速度快，但它编程稍稍显得不是那么方便，并且画面效果也会比RGB颜色差一些。“星际争霸”可能代表了256色的颜色表的画面效果，虽然它在一台很烂的PC上也可以运行很流畅，但以目前的眼光来看，其画面效果就显得不足了。 目前的PC机性能已经足够在各种场合下使用RGB颜色，因此PC程序开发中，使用索引颜色已经不是主流。当然，一些小型设备例如GBA、手机等，索引颜色还是有它的用武之地。
3、指定清除屏幕用的颜色
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
意思是把屏幕上的颜色清空。
但实际上什么才叫“空”呢？在宇宙中，黑色代表了“空”；在一张白纸上，白色代表了“空”；在信封上，信封的颜色才是“空”。
OpenGL用下面的函数来定义清楚屏幕后屏幕所拥有的颜色。
在RGB模式下，使用glClearColor来指定“空”的颜色，它需要四个参数，其参数的意义跟glColor4f相似。
在索引颜色模式下，使用glClearIndex来指定“空”的颜色所在的索引，它需要一个参数，其意义跟glIndexi相似。
/*指定清除屏幕用的颜色*/
void myDisplay3(void)
{
glClearColor(1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glFlush();
}OpenGL允许为同一多边形的不同顶点指定不同的颜色。例如：
/*指定着色模型*/
const GLdouble Pi = 3.1415926536;
void myDisplay4(void)
{
int i;
// glShadeModel(GL_FLAT);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
glVertex2f(0.0f, 0.0f);
for(i=0; i<=8; ++i)
{
glColor3f(i&0x04, i&0x02, i&0x01);
glVertex2f(cos(i*Pi/4), sin(i*Pi/4));
}
glEnd();
glFlush();
}使用glShadeModel函数可以关闭这种计算，如果顶点的颜色不同，则将顶点之间的其它点全部设置为与某一个点相同。（直线以后指定的点的颜色为准，而多边形将以任意顶点的颜色为准，由实现决定。）为了避免这个不确定性，尽量在多边形中使用同一种颜色。
glShadeModel的使用方法：
glShadeModel(GL_SMOOTH); // 平滑方式，这也是默认方式
glShadeModel(GL_FLAT); // 单色方式本课学习了如何设置颜色。其中RGB颜色方式是目前PC机上的常用方式。
可以设置glClear清除后屏幕所剩的颜色。
可以设置颜色填充方式：平滑方式或单色方式。
运行环境：
CentOS7
g++ (GCC) 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-16)
OpenGL实现厂商的名字：VMware, Inc.
渲染器标识符：Gallium 0.4 on llvmpipe (LLVM 3.9, 256 bits)
OpenGL实现的版本号：2.1 Mesa 17.0.1
OGLU工具库版本：1.3下面给出源代码：
/**
* 《OpenGL入门教程》
* RGBA颜色，颜色索引模式。
*/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
/*RGBA颜色*/
void myDisplay1(void)
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glColor3f(0.0f, 1.0f, 1.0f);
glRectf(-0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f);
glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
glRectf(-0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f);
glFlush();
}
/*RGBA色水壶轮廓*/
void myDisplay2(void)
{
glClearColor(1.0, 0.0, 0.0, 0.0);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glOrtho(-5, 5, -5, 5, 5, 15);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
gluLookAt(0, 0, 10, 0, 0, 0, 0, 1, 0);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glColor3f(1.0, 1.0, 0);
glutWireTeapot(3);
glFlush();
}
/*指定清除屏幕用的颜色*/
void myDisplay3(void)
{
glClearColor(1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glFlush();
}
/*指定着色模型*/
const GLdouble Pi = 3.1415926536;
void myDisplay4(void)
{
int i;
// glShadeModel(GL_FLAT);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
glVertex2f(0.0f, 0.0f);
for(i=0; i<=8; ++i)
{
glColor3f(i&0x04, i&0x02, i&0x01);
glVertex2f(cos(i*Pi/4), sin(i*Pi/4));
}
glEnd();
glFlush();
}
/* glaux.h未安装，以后做讨论
#include
#pragma comment (lib, "opengl32.lib")
#pragma comment (lib, "glaux.lib")
const GLdouble Pi = 3.1415926536;
void myDisplay5(void)
{
int i;
for(i=0; i<8; ++i)
auxSetOneColor(i, (float)(i&0x04), (float)(i&0x02), (float)(i&0x01));
glShadeModel(GL_FLAT);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
glVertex2f(0.0f, 0.0f);
for(i=0; i<=8; ++i)
{
glIndexi(i);
glVertex2f(cos(i*Pi/4), sin(i*Pi/4));
}
glEnd();
glFlush();
}*/
int main(int argc, char *argv[])
{
/*初始化*/
glutInit(&argc, argv);
/*设置显示方式：RGB颜色，单缓冲*/
glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);
/*设置在窗口的中心位置*/
glutInitWindowPosition(100, 100);
/*设置窗口大小*/
glutInitWindowSize(200, 200);
/*创建窗口*/
glutCreateWindow("Paint1");
/*设置一个函数*/
glutDisplayFunc(&myDisplay1);
/*创建窗口*/
glutCreateWindow("Paint2");
/*设置一个函数*/
glutDisplayFunc(&myDisplay2);
/*创建窗口*/
glutCreateWindow("Paint3");
/*设置一个函数*/
glutDisplayFunc(&myDisplay3);
/*创建窗口*/
glutCreateWindow("Paint4");
/*设置一个函数*/
glutDisplayFunc(&myDisplay4);
/*进行一个消息循环*/
glutMainLoop();
return 0;
} 编译与运行：
$ make
gcc test.c -lGL -lglut -lGLU -lXmu -Bstatic -Bdyanmic -lm
./a.out
结果图：
代码以及内容来自《OpenGL入门教程(精)》，如有侵权，请联系删除。
最后给一个Terrence Ma写的代码：
// Name : OpenGL Color Cube
// Author : Terrence Ma
// Email : [email protected]
// Web : http://www.terrence.com
// Date : 10/25/2001
// Modified : Tutorial sample from Mesa3d.org (http://www.mesa3d.org)
/*
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* copyright notice appear in all copies and that both the copyright notice
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*
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* INCLUDING WITHOUT LIMITATION, ANY WARRANTY OF MERCHANTABILITY OR
* FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. IN NO EVENT SHALL SILICON
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* SPECIAL, INCIDENTAL, INDIRECT OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OF ANY
* KIND, OR ANY DAMAGES WHATSOEVER, INCLUDING WITHOUT LIMITATION,
* LOSS OF PROFIT, LOSS OF USE, SAVINGS OR REVENUE, OR THE CLAIMS OF
* THIRD PARTIES, WHETHER OR NOT SILICON GRAPHICS, INC. HAS BEEN
* ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH LOSS, HOWEVER CAUSED AND ON
* ANY THEORY OF LIABILITY, ARISING OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE
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*
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* Use, duplication, or disclosure by the Government is subject to
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* clauses in the FAR or the DOD or NASA FAR Supplement.
* Unpublished-- rights reserved under the copyright laws of the
* United States. Contractor/manufacturer is Silicon Graphics,
* Inc., 2011 N. Shoreline Blvd., Mountain View, CA 94039-7311.
*
* OpenGL(R) is a registered trademark of Silicon Graphics, Inc.
*/
/*
* aapoly.c
* This program draws filled polygons with antialiased
* edges. The special GL_SRC_ALPHA_SATURATE blending
* function is used.
* Pressing the 't' key turns the antialiasing on and off.
*/
#include
#include
GLboolean polySmooth = GL_TRUE;
static void init(void)
{
glCullFace (GL_BACK);
glEnable (GL_CULL_FACE);
glBlendFunc (GL_SRC_ALPHA_SATURATE, GL_ONE);
glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
}
#define NFACE 6
#define NVERT 8
void drawCube(GLdouble x0, GLdouble x1, GLdouble y0, GLdouble y1,
GLdouble z0, GLdouble z1)
{
static GLfloat v[8][3];
static GLfloat c[8][4] = {
{0.0, 0.0, 0.0, 1.0}, {1.0, 0.0, 0.0, 1.0},
{0.0, 1.0, 0.0, 1.0}, {1.0, 1.0, 0.0, 1.0},
{0.0, 0.0, 1.0, 1.0}, {1.0, 0.0, 1.0, 1.0},
{0.0, 1.0, 1.0, 1.0}, {1.0, 1.0, 1.0, 1.0}
};
/* indices of front, top, left, bottom, right, back faces */
static GLubyte indices[NFACE][4] = {
{4, 5, 6, 7}, {2, 3, 7, 6}, {0, 4, 7, 3},
{0, 1, 5, 4}, {1, 5, 6, 2}, {0, 3, 2, 1}
};
v[0][0] = v[3][0] = v[4][0] = v[7][0] = x0;
v[1][0] = v[2][0] = v[5][0] = v[6][0] = x1;
v[0][1] = v[1][1] = v[4][1] = v[5][1] = y0;
v[2][1] = v[3][1] = v[6][1] = v[7][1] = y1;
v[0][2] = v[1][2] = v[2][2] = v[3][2] = z0;
v[4][2] = v[5][2] = v[6][2] = v[7][2] = z1;
#ifdef GL_VERSION_1_1
glEnableClientState (GL_VERTEX_ARRAY);
glEnableClientState (GL_COLOR_ARRAY);
glVertexPointer (3, GL_FLOAT, 0, v);
glColorPointer (4, GL_FLOAT, 0, c);
glDrawElements (GL_QUADS, NFACE*4, GL_UNSIGNED_BYTE, indices);
glDisableClientState (GL_VERTEX_ARRAY);
glDisableClientState (GL_COLOR_ARRAY);
#else
printf ("If this is GL Version 1.0, ");
printf ("vertex arrays are not supported.\n");
exit(1);
#endif
}
/* Note: polygons must be drawn from front to back
* for proper blending.
*/
void display(void)
{
if (polySmooth) {
glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glEnable (GL_BLEND);
glEnable (GL_POLYGON_SMOOTH);
glDisable (GL_DEPTH_TEST);
}
else {
glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glDisable (GL_BLEND);
glDisable (GL_POLYGON_SMOOTH);
glEnable (GL_DEPTH_TEST);
}
glPushMatrix ();
glTranslatef (0.0, 0.0, -8.0);
glRotatef (30.0, 1.0, 0.0, 0.0);
glRotatef (60.0, 0.0, 1.0, 0.0);
drawCube(-0.8, 0.8, -0.8, 0.8, -0.8, 0.8);
glPopMatrix ();
glFlush ();
}
void reshape(int w, int h)
{
glViewport(0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
gluPerspective(30.0, (GLfloat) w/(GLfloat) h, 1.0, 20.0);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
}
/* ARGSUSED1 */
void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{
switch (key) {
case 'T':
case 't':
polySmooth = !polySmooth;
glutPostRedisplay();
break;
case 27:
exit(0); /* Escape key */
break;
default:
break;
}
}
/* Main Loop
*/
int main(int argc, char** argv)
{
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB
| GLUT_ALPHA | GLUT_DEPTH);
glutInitWindowSize(200, 200);
glutCreateWindow("OpenGL Color Cube");
init ();
glutReshapeFunc (reshape);
glutKeyboardFunc (keyboard);
glutDisplayFunc (display);
glutMainLoop();
return 0;
} 编译方法同上，结果为：
