OpenGL之基本图元

OpenGL的基本图元有点（Point）、线段（Line）、多边形（Ploygon）、三角形（Triangle）、四边形（Quadrangle）。组成关系我想大部分人都能够理解：

• 无数个“点”的线性排列组成----“线段”
• 多个“线段”可以围成一个“多边形”
• 多个“多边形”在三维空间中可以围成“多面体”

有此，可以看出，点是最基本的图元，其他的图元都是由顶点组合构成的，因此我们从点开始介绍。

点

点    GL_POINTS 

• 在OpenGL中，“点”称为顶点（Vertex ['vɝtɛks]），通常用一个形如（x, y, z）的三维坐标值表示。

• 有时候会采用齐次坐标表示，就是一个形如（x, y, z, w）的四元组，可以这样理解这个四元组，前面的（x,y,z）表示“点”所在的方向，而w表示在该方向上的距离比例，所以（x, y, z, w）表示的实际坐标值就是（x/w, y/w, z/w）坐标点。如果w为0，则表示方向为（x, y, z）的无穷远点；如果w＝10，表示取（x,y,z）的十分之一作为坐标点（x/10,y/10,z/10）。

• 一般情况 下,OpenGL 中的点将被画成单个的像素。实际上点还可以更小，虽然它可能足够小,但并不会是无穷小，一个像素内可以描绘多个点，取决于对点大小的设定，默认一个点的大小为一个像素。

当然我们也可以改变点的大小，函数原型为：

//size 必须大于 0.0f,默认值为 1.0f,单位为“像素”。
//对于具体的 OpenGL 实现,点的大小都有个限度的。
//如果设置的 size 超过最大值,则设置可能会有问题，一般情况是不在增大。
void glPointSize(GLfloat size);

线段

线段是由两个顶点连接起来形成的图元。线段间的连接方式有三种：
- 独立线段：图元类型参数--GL_LINES
- 线段间首尾相连但最终不闭合：折线，图元类型参数--GL_LINE_STRIP
- 线段间首尾相连最终封口闭合：图形，图元类型参数--GL_LINE_LOOP

对应的图例：

线段图例.png

同样的，直线可以指定宽度：

void glLineWidth(GLfloat width); //width表示线宽，单位：像素

特殊的是线除了直线，还有虚线。可以用虚线连接两个点。

//在绘制虚线之前必须先启动“虚线模式”: 
glEnable(GL_LINE_STIPPLE);

虚线有不同的类型，调节函数如下：

/*
 1.参数pattern是16位二进制数（0或1），如OxAAAA表示1010101010101010
        从低位开始，每一个二进制位代表一个像素， 1表示用当前颜色绘制一个像素，0表示当前不绘制，只移动一个像素位，中间留下一个像素的空白
 2.factor是用来调节二进制位0和1代表的像素个数，如果factor为2，则表示遇到二进制1的时候用当前颜色绘制两个像素，0移动两个像素不绘制
*/ 
 void glLineStipple(GLint factor,GLushort pattern);

多边形

连接方式:
- 按点的定义顺序依次连接：图元类型参数--GL_POLYGON
- 从第1个点开始，每三个点一组画一个三角形，三角形之间是独立的：图元类型参数--GL_TRIANGLES
- 从第三个点开始，每点与前面的两个点组合画一个三角形，即线性连续三角形串：图元类型参数--GL_TRIANGLE_STRIP
- 从第三个点开始，每点与前一个点和第一个点组合画一个三角形，即扇形连续三角形：图元类型参数--GL_TRIANGLE_FAN

对应的图例:

多边形图例.png

多边形的正反两面

1.多边形为什么会有正反面这一说法呢？举个简单的例子。

虽然多边形是二维的，但是我们知道三维物体可以理解为多边形围成的，也就是说在三维空间物体上有二维多边形的存在。

一张“正方形”纸片，如果极限的薄，我们可以认为是一个多边形（正方形），那么纸仍然会存在两面，纸的正反面。更具体一点，如果我们用同大小6张正方形的纸片围成一个正方体，那么正方体的任何一个面都是一个多边形，而且这个多边形是有正反面，朝外的你能看到的部分是正面（假设），那么朝内的看不到的那部分就是反面。同样的道理，OpenGL要区分多边形的正反面。那么到底怎么定义正面或者反面呢？

有一个函数来定义：

glFrontFace(GL_CCW);//设置点序列逆时针方向围成的多边形为正面
glFrontFace(GL_CW); //设置点序列顺时针方向围成的多边形为反面

设置这个的原因是，默认情况下，OpenGL绘制三维物体时两面都会绘制，而实际的时候很多面我们是看不到的，如物体朝内方向的多边形，还有一些物体间遮挡的情况导致有些多边形是不可见的，因此为了提高性能，我们需要剔除这些不必要的绘制。

glEnable(GL_CULL_FACE); //来启动剔除功能
glCullFace(); //参数可以是GL_FRONT、GL_BACK、GL_FRONT_AND_BACK，表示剔除多边形的哪种面，设定后该类型的多边形不绘制