OpenGL入门学习笔记一

OpenGL学习第一课

第一步，选择一个编译环境
现在Windows系统的主流编译环境有Visual Studio，Broland C++ Builder，Dev-C++等，它们都是支持OpenGL的。但这里我选择Visual Studio 2003作为学习OpenGL的环境。

第二步，安装GLUT工具包
GLUT不是OpenGL所必须的，但它会给我们的学习与开发带来一定的方便，推荐安装。
Windows环境下的GLUT下载地址：（大小约为150k）
http://www.opengl.org/resources/libraries/glut/glutdlls37beta.zip
无法从以上地址下载的话请使用下面的连接:
http://upload.programfan.com/upfile/200607311626279.zip
Windows环境下安装GLUT的步骤：
1、将下载的压缩包解开，将得到5个文件
2、在“我的电脑”中搜索“gl.h”，并找到其所在文件夹。把解压得到的glut.h放到这个文件夹。
3、把解压得到的glut.lib和glut32.lib放到静态函数库所在文件夹。
4、把解压得到的glut.dll和glut32.dll放到操作系统目录下面的system32文件夹内。（典型的位置为：C:/Windows/System32）

第三步，建立一个OpenGL工程

然后选择Win32 Console Application/Empty projec
然后向该工程添加一个代码文件，取名为“OpenGL.c”，注意用.c来作为文件结尾。
搞定了，就跟平时的工程没什么两样的。

第一个OpenGL程序

一个简单的OpenGL程序如下：（注意，如果需要编译并运行，需要正确安装GLUT，安装方法如上所述）

#include

void myDisplay(void)
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glRectf(-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f);
    glFlush();
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);
    glutInitWindowPosition(100, 100);
    glutInitWindowSize(400, 400);
    glutCreateWindow("第一个OpenGL程序");
    glutDisplayFunc(&myDisplay);
    glutMainLoop();
    return 0;
}

该程序的作用是在一个黑色的窗口中央画一个白色的矩形。下面对各行语句进行说明。

首先，需要包含头文件#include ，这是GLUT的头文件。
本来OpenGL程序一般还要包含和，但GLUT的头文件中已经自动将这两个文件包含了，不必再次包含。

然后看main函数。
int main(int argc, char *argv[])，这个是带命令行参数的main函数
注意main函数中的各语句，除了最后的return之外，其余全部以glut开头。这种以glut开头的函数都是GLUT工具包所提供的函数，下面对用到的几个函数进行介绍。
1、glutInit，对GLUT进行初始化，这个函数必须在其它的GLUT使用之前调用一次。其格式比较死板，一般照抄这句glutInit(&argc, argv)就可以了。
2、 glutInitDisplayMode，设置显示方式，其中GLUT_RGB表示使用RGB颜色，与之对应的还有GLUT_INDEX（表示使用索引颜色）。GLUT_SINGLE表示使用单缓冲，与之对应的还有GLUT_DOUBLE（使用双缓冲）。更多信息，请自己Google。当然以后的教程也会有一些讲解。
3、glutInitWindowPosition，这个简单，设置窗口在屏幕中的位置。
4、glutInitWindowSize，这个也简单，设置窗口的大小。
5、glutCreateWindow，根据前面设置的信息创建窗口。参数将被作为窗口的标题。注意：窗口被创建后，并不立即显示到屏幕上。需要调用glutMainLoop才能看到窗口。
6、glutDisplayFunc，设置一个函数，当需要进行画图时，这个函数就会被调用。（这个说法不够准确，但准确的说法可能初学者不太好理解，暂时这样说吧）。
7、glutMainLoop，进行一个消息循环。（这个可能初学者也不太明白，现在只需要知道这个函数可以显示窗口，并且等待窗口关闭后才会返回，这就足够了。）

在glutDisplayFunc函数中，我们设置了“当需要画图时，请调用myDisplay函数”。于是myDisplay函数就用来画图。观察myDisplay中的三个函数调用，发现它们都以gl开头。这种以gl开头的函数都是OpenGL的标准函数，下面对用到的函数进行介绍。
1、glClear，清除。GL_COLOR_BUFFER_BIT表示清除颜色，glClear函数还可以清除其它的东西，但这里不作介绍。
2、glRectf，画一个矩形。四个参数分别表示了位于对角线上的两个点的横、纵坐标。
3、glFlush，保证前面的OpenGL命令立即执行（而不是让它们在缓冲区中等待）。其作用跟fflush(stdout)类似。

在此简单介绍一下OpenGL的函数库及OpenGL实用工具包(GLUT):
1、核心库 115个库函数，每个函数都以gl开头，这些函数是最基本的，它们可以在任何OpenGL的工作平台上应用。这些函数用于建立各种各样的形体，产生光照效果,进行反走样以及进行纹理映射，进行投影变换等等。由于这些核心函数有许多种形式并能够接受不同类型的参数，实际上这些函数可以派生出300多个函数。
2、实用库：43个函数，每个函数以glu开头；是比OpenGL核心函数更高一层的函数，这些函数是通过调用核心函数来起作用的。它们可以在任何OpenGL的工作平台上应用。这些函数提供了十分简单的用法，从而减轻了开发者的编程负担。OpenGL的实用函数包括纹理映射、坐标变换、多边形分化、绘制一些如椭球、圆柱、茶壶等简单多边形实体等。这部分函数象核心函数一样在任何OpenGL平台都可以应用。
3、辅助库：31个函数，每个函数以aux开头；这些函数本来是用于初学者做简单的练习之用，因此这些函数不能在所有的OpenGL平台上使用，在Windows NT环境下可以使用这些函数。这些函数使用简单，它们可以用于窗口管理、输入输出处理以及绘制一些简单的三维形体。为了使OpenGL的应用程序具有良好的移植性，在使用OpenGL辅助库的时候应谨慎。
4、专用库函数，每种窗口都有一个用于扩展窗口系统功能，以支持OpenGL渲染的函数库。在使用X窗口系统的计算机中，提供了X窗口系统的OpenGL扩展（GLX），作为OpenGL的附加。GLX库函数的名称中包含前缀"glX"。在windows系统上，6个以wgl开头的函数提供了额windows和OpenGL之间的接口。
5、OpenGL实用工具包（GLUT,OpenGL Utility Toolkit）是Mark Kilgard开发的一个独立于窗口系统的工具包，用于绕开窗口系统API的复杂性。GLUT函数名中包含前缀"glut"。
6、Win32 API函数：5个函数，函数前面没有专用前缀；用于处理象素存储格式和双缓冲区，显然这些函数仅仅能够用于Win32系统而不能用于其他OpenGL平台。

OpenGL实用工具包(GLUT)介绍：
OpenGL包含渲染函数，但被涉及成独立于任何窗口系统和操作系统。因此，OpenGL并没用用于打开窗口以及检测键盘或鼠标事件的函数。GLUT库被用来简化这些相关任务，此外还提供了一些用于创建复杂三位物体（如球体、圆环和茶壶等）的函数。
    窗口管理函数
   glutInit(int *argc, char **argv)，初始化GLUT并处理命令行参数，应在调用其他GLUT函数前调用glutInit()。
   glutInitDisplayMode(unsigned int mode),指定使用RGBA模式还是颜色索引模式。还可以指定使用单缓存还是双缓存等。
   glutInitWindowPosition(int x, int y),指定窗口左上角在屏幕上的位置。
   glutInitWindowSize(int width, int size),指定窗口的大小，单位为象素。
   int glutCreateWindow(char *string)，使用一个OpenGL场景创建一个窗口，该函数返回一个标识符，唯一的标识新建的窗口，注意，在调用glutMainLoop()之前，窗口不会被显示出来。
    显示回调函数
   glutDisplayFunc(void(*func)(void))是最重要的时间回调函数。每当GLUT认为需要重新显示窗口的内容时，都将执行函数glutDisplayFunc()函数注册的回调函数，因此，应将为重新绘制场景需要调用的函数都放到显示回调函数中。如果程序修改了窗口的内容，可能需要调用函数glutPostRedisplay(void)，它提醒函数glutMainLoop调用注册的显示回调函数。
    运行程序
   glutMainLoop(void)，显示创建的所有窗口，被渲染到这些窗口中的内容也将显示出来。程序开始事件处理，这册的显示回调函数被触发，进入该循环，便不会退出。
    处理输入事件
   glutReshapeFunc(void(*func)(int w, int h))，指定窗口大小发生改变时应采取的措施；
   glutKeyboardFunc(void(*func)(unsigned char key, int x, int y))和glutMouseFunc(void(*func)(int button,int state,int x,int y))，指定当特定的键和鼠标按钮被按下或者松开时应调用的回调函数。
   glutMotionFunc(void(*func)(int x, int y))，这册了当用户按下鼠标按钮并移动鼠标时应调用的回调函数。
    管理后台处理
   glutIdleFunc(void(*func)(void))指定一个在没有其他事件需要处理时（如事件循环空闲）执行的函数。
    绘制三维物体
   glutWireCube(GLdouble size)、glutSolidCube(GLdouble size)、glutWireSphere(GLdouble radius, GLint slices,GLint statcks)、glutSolidSphere(GLdouble radius, GLint slices, GLint stacks)等