第4课:OpenGL几何图原——多边形

 看下面一个关于多边形的程序：     

#include < windows.h >       
#include  < GL / glut.h >       

void  myDisplay( void )      
{      
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);      
    glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL);  //  设置正面为填充模式      
    glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE);   //  设置反面为线形模式      
    glFrontFace(GL_CCW);               //  设置逆时针方向为正面      
    glBegin(GL_POLYGON);               //  按逆时针绘制一个正方形，在左下方      
        glVertex2f( - 0.5f ,  - 0.5f );      
        glVertex2f( 0.0f ,  - 0.5f );      
        glVertex2f( 0.0f ,  0.0f );      
        glVertex2f( - 0.5f ,  0.0f );      
    glEnd();      
    glBegin(GL_POLYGON);               //  按顺时针绘制一个正方形，在右上方      
        glVertex2f( 0.0f ,  0.0f );      
        glVertex2f( 0.0f ,  0.5f );      
        glVertex2f( 0.5f ,  0.5f );      
        glVertex2f( 0.5f ,  0.0f );      
    glEnd();      
    glFlush();      
}      

int  main( int  argc,  char   * argv[])      
{      
    glutInit( & argc, argv);      
    glutInitDisplayMode(GLUT_RGB  |  GLUT_SINGLE);      
    glutInitWindowPosition( 100 ,  100 );      
    glutInitWindowSize( 400 ,  400 );      
    glutCreateWindow( " 画多边形（正面为填充模式，反面为线形模式） " );      
    glutDisplayFunc( & myDisplay);      
    glutMainLoop();      
     return   0 ;      
}      

运行效果图如下：    

 

填充模式有如下几种：     
          填充模式                                   解释说明     
glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL);                                       设置正面为填充方式     
glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE);                                         设置反面为边缘绘制方式     
glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_POINT);           设置两面均为顶点绘制方式     

例如, 我们将程序中如下句     
glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL); // 设置正面为填充模式     
glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE);  // 设置反面为线形模式     
改为     
glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_POINT); // 设置两面均为顶点绘制方式     
glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_POINT); // 设置两面均为顶点绘制方式     

效果图如下：

      

可以通过glFrontFace函数来交换“正面”和“反面”的概念,如下：     

glFrontFace(GL_CCW);  // 设置CCW方向为“正面”，CCW即CounterClockWise，逆时针     
glFrontFace(GL_CW);   // 设置CW方向为“正面”，CW即ClockWise，顺时针     

若将程序中glFrontFace(GL_CCW);换成glFrontFace(GL_CW);则效果图如下：  

下面我想借用网络上的例子来说明一下自己的心得，其中部分文字来自网络。 

剔除多边形表面 

在三维空间中，一个多边形虽然有两个面，但我们无法看见背面的那些多边形，而一些多边形虽然是正面的，但被其他多边形所遮挡。如果将无法看见的多边形和可见的多边形同等对待，无疑会降低我们处理图形的效率。在这种时候，可以将不必要的面剔除。 

使用glEnable(GL_CULL_FACE);来启动剔除功能（使用glDisable(GL_CULL_FACE)可以关闭之） 

使用glCullFace来进行剔除。 

glCullFace的参数可以是GL_FRONT，GL_BACK或者GL_FRONT_AND_BACK，分别表示剔除正面、剔除反面、剔除正反两面的多边形。 

注意：剔除功能只影响多边形，而对点和直线无影响。例如，使用glCullFace(GL_FRONT_AND_BACK)后，所有的多边形都将被剔除，所以看见的就只有点和直线。 

镂空多边形 

这个可是很好玩的啊~~ 

直线可以被画成虚线，而多边形则可以进行镂空。 

首先，使用glEnable(GL_POLYGON_STIPPLE);来启动镂空模式（使用glDisable(GL_POLYGON_STIPPLE)可以关闭之）。 

然后，使用glPolygonStipple来设置镂空的样式。 
void glPolygonStipple(const GLubyte *mask); 
其中的参数mask指向一个长度为128字节的空间，它表示了一个32*32的矩形应该如何镂空。其中：第一个字节表示了最左下方的从左到右（也可以是从右到左，这个可以修改）8个像素是否镂空（1表示不镂空，显示该像素；0表示镂空，显示其后面的颜色），最后一个字节表示了最右上方的8个像素是否镂空。 

但是，如果我们直接定义这个mask数组，像这样： 

static  GLubyte Mask[ 128 ]  =   
{  
     0x00 ,  0x00 ,  0x00 ,  0x00 ,    //   这是最下面的一行  
     0x00 ,  0x00 ,  0x00 ,  0x00 ,  
     0x03 ,  0x80 ,  0x01 ,  0xC0 ,    //   麻  
     0x06 ,  0xC0 ,  0x03 ,  0x60 ,    //   烦  
     0x04 ,  0x60 ,  0x06 ,  0x20 ,    //   的  
     0x04 ,  0x30 ,  0x0C ,  0x20 ,    //   初  
     0x04 ,  0x18 ,  0x18 ,  0x20 ,    //   始  
     0x04 ,  0x0C ,  0x30 ,  0x20 ,    //   化  
     0x04 ,  0x06 ,  0x60 ,  0x20 ,    //   ，  
     0x44 ,  0x03 ,  0xC0 ,  0x22 ,    //   不  
     0x44 ,  0x01 ,  0x80 ,  0x22 ,    //   建  
     0x44 ,  0x01 ,  0x80 ,  0x22 ,    //   议  
     0x44 ,  0x01 ,  0x80 ,  0x22 ,    //   使  
     0x44 ,  0x01 ,  0x80 ,  0x22 ,    //   用  
     0x44 ,  0x01 ,  0x80 ,  0x22 ,  
     0x44 ,  0x01 ,  0x80 ,  0x22 ,  
     0x66 ,  0x01 ,  0x80 ,  0x66 ,  
     0x33 ,  0x01 ,  0x80 ,  0xCC ,  
     0x19 ,  0x81 ,  0x81 ,  0x98 ,  
     0x0C ,  0xC1 ,  0x83 ,  0x30 ,  
     0x07 ,  0xE1 ,  0x87 ,  0xE0 ,  
     0x03 ,  0x3F ,  0xFC ,  0xC0 ,  
     0x03 ,  0x31 ,  0x8C ,  0xC0 ,  
     0x03 ,  0x3F ,  0xFC ,  0xC0 ,  
     0x06 ,  0x64 ,  0x26 ,  0x60 ,  
     0x0C ,  0xCC ,  0x33 ,  0x30 ,  
     0x18 ,  0xCC ,  0x33 ,  0x18 ,  
     0x10 ,  0xC4 ,  0x23 ,  0x08 ,  
     0x10 ,  0x63 ,  0xC6 ,  0x08 ,  
     0x10 ,  0x30 ,  0x0C ,  0x08 ,  
     0x10 ,  0x18 ,  0x18 ,  0x08 ,  
     0x10 ,  0x00 ,  0x00 ,  0x08     //  这是最上面的一行  
};  

这样一堆数据非常缺乏直观性，我们需要很费劲的去分析，才会发现它表示的竟然是一只苍蝇。 

我们看一看源程序及其运行效果图吧 ： 

#include < windows.h >   
#include  < GL / glut.h >   
void  myDisplay( void )  
{  
     static  GLubyte Mask[ 128 ]  =   
{  
     0x00 ,  0x00 ,  0x00 ,  0x00 ,    //   这是最下面的一行  
     0x00 ,  0x00 ,  0x00 ,  0x00 ,  
     0x03 ,  0x80 ,  0x01 ,  0xC0 ,    //   麻  
     0x06 ,  0xC0 ,  0x03 ,  0x60 ,    //   烦  
     0x04 ,  0x60 ,  0x06 ,  0x20 ,    //   的  
     0x04 ,  0x30 ,  0x0C ,  0x20 ,    //   初  
     0x04 ,  0x18 ,  0x18 ,  0x20 ,    //   始  
     0x04 ,  0x0C ,  0x30 ,  0x20 ,    //   化  
     0x04 ,  0x06 ,  0x60 ,  0x20 ,    //   ，  
     0x44 ,  0x03 ,  0xC0 ,  0x22 ,    //   不  
     0x44 ,  0x01 ,  0x80 ,  0x22 ,    //   建  
     0x44 ,  0x01 ,  0x80 ,  0x22 ,    //   议  
     0x44 ,  0x01 ,  0x80 ,  0x22 ,    //   使  
     0x44 ,  0x01 ,  0x80 ,  0x22 ,    //   用  
     0x44 ,  0x01 ,  0x80 ,  0x22 ,  
     0x44 ,  0x01 ,  0x80 ,  0x22 ,  
     0x66 ,  0x01 ,  0x80 ,  0x66 ,  
     0x33 ,  0x01 ,  0x80 ,  0xCC ,  
     0x19 ,  0x81 ,  0x81 ,  0x98 ,  
     0x0C ,  0xC1 ,  0x83 ,  0x30 ,  
     0x07 ,  0xE1 ,  0x87 ,  0xE0 ,  
     0x03 ,  0x3F ,  0xFC ,  0xC0 ,  
     0x03 ,  0x31 ,  0x8C ,  0xC0 ,  
     0x03 ,  0x3F ,  0xFC ,  0xC0 ,  
     0x06 ,  0x64 ,  0x26 ,  0x60 ,  
     0x0C ,  0xCC ,  0x33 ,  0x30 ,  
     0x18 ,  0xCC ,  0x33 ,  0x18 ,  
     0x10 ,  0xC4 ,  0x23 ,  0x08 ,  
     0x10 ,  0x63 ,  0xC6 ,  0x08 ,  
     0x10 ,  0x30 ,  0x0C ,  0x08 ,  
     0x10 ,  0x18 ,  0x18 ,  0x08 ,  
     0x10 ,  0x00 ,  0x00 ,  0x08     //  这是最上面的一行  
};  
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);  
glEnable(GL_POLYGON_STIPPLE);  
    glPolygonStipple(Mask);  
    glRectf( - 0.5f ,  - 0.5f ,  0.0f ,  0.0f );   //  在左下方绘制一个有镂空效果的正方形  
    glDisable(GL_POLYGON_STIPPLE);  
    glRectf( 0.0f ,  0.0f ,  0.5f ,  0.5f );     //  在右上方绘制一个无镂空效果的正方形  
    glFlush();  

}  

int  main( int  argc,  char   * argv[])  
{  
    glutInit( & argc, argv);  
    glutInitDisplayMode(GLUT_RGB  |  GLUT_SINGLE);  
    glutInitWindowPosition( 100 ,  100 );  
    glutInitWindowSize( 400 ,  400 );  
    glutCreateWindow( " 画多边形（镂空） " );  
    glutDisplayFunc( & myDisplay);  
    glutMainLoop();  
     return   0 ;  
}  

效果图是这样的： 

 

首先，用Windows自带的画笔程序新建一副图片，取名为mask.bmp，注意保存时，应该选择“单色位图”。在“图象”->“属性”对话框中，设置图片的高度和宽度均为32。 
用放大镜观察图片，并编辑之。黑色对应二进制零（镂空），白色对应二进制一（不镂空），编辑完毕后保存。 
然后，就可以使用以下代码来获得这个Mask数组了。 

static  GLubyte Mask[ 128 ];  
FILE  * fp;  
fp  =  fopen( " mask.bmp " ,  " rb " );  
if (  ! fp )  
    exit( 0 );  
//  移动文件指针到这个位置，使得再读sizeof(Mask)个字节就会遇到文件结束  
//  注意-(int)sizeof(Mask)虽然不是什么好的写法，但这里它确实是正确有效的  
//  如果直接写-sizeof(Mask)的话，因为sizeof取得的是一个无符号数，取负号会有问题  
if ( fseek(fp,  - ( int ) sizeof (Mask), SEEK_END) )  
    exit( 0 );  
//  读取sizeof(Mask)个字节到Mask  
if (  ! fread(Mask,  sizeof (Mask),  1 , fp) )  
    exit( 0 );  
fclose(fp);  

[注意] 关于文件操作，可以查阅C语言程序设计相关图书。 

这里我在Mask.bmp上写了一个“易”字。 

看如下经过改进后的程序及其运行结果： 

#include < windows.h >   
#include  < GL / glut.h >   
#include  < stdio.h >   
#include  < stdlib.h >   
void  myDisplay( void )  
{  
     static  GLubyte Mask[ 128 ];  
    FILE  * fp;  
    fp  =  fopen( " D:/abc/Mask.bmp " ,  " rb " );  
     if (  ! fp )  
        exit( 0 );  
     if ( fseek(fp,  - ( int ) sizeof (Mask), SEEK_END) )  
        exit( 0 );  
     if (  ! fread(Mask,  sizeof (Mask),  1 , fp) )  
        exit( 0 );  
    fclose(fp);  
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);  
    glEnable(GL_POLYGON_STIPPLE);  
    glPolygonStipple(Mask);  
    glRectf( - 0.5f ,  - 0.5f ,  0.0f ,  0.0f );   //  在左下方绘制一个有镂空效果的正方形  
    glDisable(GL_POLYGON_STIPPLE);  
    glRectf( 0.0f ,  0.0f ,  0.5f ,  0.5f );     //  在右上方绘制一个无镂空效果的正方形  
    glFlush();  
}  

int  main( int  argc,  char   * argv[])  
{  
    glutInit( & argc, argv);  
    glutInitDisplayMode(GLUT_RGB  |  GLUT_SINGLE);  
    glutInitWindowPosition( 100 ,  100 );  
    glutInitWindowSize( 400 ,  400 );  
    glutCreateWindow( " 画多边形（镂空） " );  
    glutDisplayFunc( & myDisplay);  
    glutMainLoop();  
     return   0 ;  
}  

运行效果如下： 

[注意] 

我的运行环境是VC++ 6.0。 

我在第一次运行时，这一句fp = fopen("D://abc//Mask.bmp", "rb");我用的是相对路径 fp = fopen("Mask.bmp", "rb");结果没有成功，但是在Micosoft Studio 2005中用相对路径应该可以实现的，所以绝对路径是一种选择。