OpenGL DC RC关系

1.Windows操作系统对OpenGL的支持 

    具有Windows编程经验的人都知道，在Windows下用GDI作图必须通过设备上下文（DeviceContext简写DC）调用相应的函数；用OpenGL作图也是类似，OpenGL函数是通过"渲染上下文"（RenderingContext简写RC）完成三维图形的绘制。Windows下的窗口和设备上下文支持"位图格式"（PIXELFORMAT）属性，和RC有着位图结构上的一致。只要在创建RC时与一个DC建立联系（RC也只能通过已经建立了位图格式的DC来创建），OpenGL的函数就可以通过RC对应的DC画到相应的显示设备上。创建RC的过程如下：

• 获取一个DC
• 选择并且设置DC的像素格式
• 通过API：wglCreateContext(DC)创建一个RC
• 设置当前的RC，通过API：wglMakeCurrent(RC, DC)来设置.

实现释放或者选择其它RC：  

• 调用API：wglMakeCurrent(NULL, NULL)使DC不再有RC。
• 调用API：wglMakeCurrent(AnotherRC， DC)选择其他RC为当前RC，一般情况下，我们都是一个RC对应一个DC，当然，在某些场合里面是可以有多个RC。
• 调用API：wglDeleteContent(RC) 直接删除，这个方法比较直截了当。

        这里还有以下需要注意的方面：

     1.一个线程只能拥有一个渲染上下文（RC），也就是说，用户如果在一个线程内对不同设备作图，只能通过更换与RC对应的DC来完成，而RC在线程中保持不变。（当然，删除旧的RC后再创建新的是可以的）与此对应，一个RC也只能属于一个线程，不能被不同线程同时共享。 

    2.设定DC位图格式等于设定了相应的窗口的位图格式，并且DC和窗口的位图格式一旦确定就不能再改变。这一点只能期望以后的Windows版本改进了。 

    3.一个RC虽然可以更换DC，在任何时刻只能利用一个DC（这个DC称为RC的当前DC），但由于一个窗口可以让多个DC作图从而可以让多个线程利用多个RC在该窗口上执行OpenGL操作。 

    4.现在的Windows下的OpenGL版本对OpenGL和GDI在同一个DC上作图有一定的限制。当使用双缓存用OpenGL产生动画时，不能使用GDI函数向该DC作图。 

    5.不建议用ANSIC在Windows下编写OpenGL程序。这样的程序虽然具有跨平台的可移植性（比如很多SＧI的例子程序），但是它们不能利用 Windows操作系统的很多特性，实用价值不大。 

2.用VC来编写OpenGL程序 

经过上面的分析，用VC来调用OpenGL作图的方法就很显然了。步骤如下： 

   1.先设置显示设备DC的位图格式（PIXELFORMAT）属性。这通过填充一个PIXELFORMATDESCRIPTOR的结构来完成（关于PIXELFORMATDESCRIPTOR中 各项数据的意义，请参照VC的帮助信息），该结构决定了OpenGL作图的物理设备的属性，比如该结构中的数据项dwFlags中PFD_DOUBLEBUFFER位如果没有设置（置1），通过该设备的DC上作图的OpenGL命令就不可能使用双缓冲来做动画。有一些位图格式（PIXELFORMAT）是DC支持的，而有一些DC就不支持了。所以程序必须先用ChoosePixelFormat来选择DC所支持的与指定位图格式最接近的位图格式，然后用SetPixelFormat设置DC的位图格式。 

   2.利用刚才的设备DC建立渲染上下文RC（wglCreateContext），使得RC与DC建立联系（wglMakeCurrent）。 

   3.调用OpenGL函数作图。由于线程与RC一一对应，OpenGL函数的参数中都不指明本线程RC的句柄（handle） 

   4.作图完毕以后，先通过置当前线程的RC为NULL（::wglMakeCurrent(NULL,NULL);），断开当前线程和该渲染上下文的联系，由此断开与DC的联系。此时RC句柄的有效性在微软自己的文档中也没有讲清楚，所以在后面删除RC的时候要先判断以下RC句柄的有效性（f(m_hrc)::wglDeleteContext(m_hrc);）。再根据情况释放（ReleaseDC）或者删除（DeleteDC）DC 。

3.一些说明 

   1.一旦设定了一个DC的位图格式，该DC所联系的窗口的位图格式随之设定。该窗口若含有子窗口或者有兄弟窗口，这些兄弟/子窗口的位图格式没有设成与对应RC一致的格式，OpenGL在它们上面作图就容易出错。故而OpenGL作图的窗口必须具有WS_CLIPCHILDREN和WS_CLIPSIBLINGS风格，程序中在主框窗的构造函数中用LoadFrame(IDR_MAINFRAME,WS_OVERLAPPEDWINDOW|WS_CLIPCHILDREN|WS_CLIPSIBLINGS,NULL,NULL);指定了主窗口的风格。 

   2.在ANSIC的OpenGL编程中，由auxReshapeFunc定义设置OpenGL视口大小和作图尺寸的回调函数。在MFC中应该由WM_SIZ消息的处理函数来完成。在ANSIC的OpenGL编程中，由EauxMainLoop定义作图的回调函数。在MFC中应该由WM_PAINT消息的处理函数来处理。相应的，由OpenGL定义的键盘、鼠标处理函数都应该由相应的Windows处理函数来响应。 

   3.OpenGL自己有刷新背景的函数glClear，故而应禁止Windows刷新窗口背景。否则，当窗口需要重画时，Windows会自动先发送WM_ERASEBKGND ，而缺省的处理函数使用白色的背景刷。当OpenGL使用的背景颜色不是白色时，作图时有一帧白色的闪烁。这种现象在做动画时特别明显。程序中只需要在WM_ERASEBKGND的消息处理函数中禁止父窗口类的消息处理，简单的返回一个TRUE即可。 

   4.由于OpenGL的跨平台性，它必须用操作系统的调色板。所以如果GL_INDEX_MODE作图时，必须用VC自己定义调色板。不过一般情况下，用GL_RGBA_MODE模式比较方便，很少用到GL_INDEX_MODE模式。 

   5.在OpenGL作图期间，RC对应的DC不能删除或者释放。 

   6.由于OpenGL作图时需要长时间占用DC，所以最好把作图窗口类设成CS_OWNDC。MFC缺省的窗口类风格中没有设这一属性，程序中在主窗口C++ 类的PreCreateWindow方法中自己注册了一个窗口类，除了设定了CS_OWNDC属性以外，还设定了CS_HREDRAW、CS_VREDRAW和CS_SAVEBITS。设定CS_HREDRAW、CS_VREDRAW是为了让窗口缩放时产生WM_PAINT消息，修正OpenGL视口和作图尺寸；由于OpenGL作图需要很多计算，设定CS_SAVEBITS是为了在OpenGL窗口被遮盖后显现出来时，不产生WM_PAINT消息，用内存存储的图象来填充，从而用空间消耗换取计算时间。 

   7.本程序中没有对OpenGL函数的出错情况作出处理。OpenGL出错后返回错误码，不会抛出异常；而且在某一个函数出错以后，后继函数也一般不会出现异常，只是返回错误码，一不小心就可能忽略某些错误。而对每一个OpenGL函数都做出错与否的判断比较麻烦，所以编程序时对OpenGL的函数应当非常小心。

4.像素格式

　　像素格式是OpenGL窗口的重要属性，它包括是否使用双缓冲，颜色位数和类型以及深度位数等。像素格式可由Windows系统定义的所谓像素格式描述子结构来定义（PIXELFORMATDESCRIPTOR），该结构定义在windows.h中。
　　在该结构中包含有26个属性信息，其形式为：
　　typedef struct tagPIXELFORMATDESCRIPTOR
　　{
　　WORD nSize;
　　WORD nVersion;
　　DWORD dwFlags;         //如果使用了双缓冲，则需要在绘制代码结束后使用SwapBuffers(HDC hDc)换页
　　BYTE iPixelType;
　　BYTE cColorBits;
　　BYTE cRedBits;
　　BYTE cRedShift;
　　BYTE cGreenBits;
　　BYTE cGreenShift;
　　BYTE cBlueBits;
　　BYTE cBlueShift;
　　BYTE cAlphaBits;
　　BYTE cAlphaShift;
　　BYTE cAccumBits;
　　BYTE cAccumRedBits;
　　BYTE cAccumGreenBits;
　　BYTE cAccumBlueBits;
　　BYTE cAccumAlphaBits;
　　BYTE cDepthBits;
　　BYTE cStencilBits;
　　BYTE cAuxBuffers;
　　BYTE iLayerType;
　　BYTE bReserved;
　　DWORD dwLayerMask;
　　DWORD dwVisibleMask;
　　DWORD dwDamageMask;
　　} PIXELFORMATDESCRIPTOR;
　　各变量的含义如下：
　　nSize：该结构所占内存空间。
　　nVersion：版本号，当前为1。
　　dwFlags：指定像素格式属性，可选参量如表1.1所示。

   像素格式属性
　　标识符 解释
　　PFD_DRAW_TO_BITMAP 支持内存中绘制位图
　　PFD_DRAW_TO_WINDOW 支持屏幕绘图
　　PFD_DOUBLEBUFFER 支持双缓冲
　　PFD_CENERIC_FORMAT 指定选择GDI支持的像素格式
　　PFD_NEED_PALETTE 指定需要逻辑调色板
　　PFD_NEED_SYSTEM_PALETTE 指定需要硬件调色板
　　PFD_STEREO NT不支持
　　PFD_SUPPORT_OPENGL 支持OpenGL
　　PFD_SUPPORT_GDI 支持GDI，此时不可使用PFD_DOUBLEBUFFER
　　iPixelType：像素颜色模式，可选项为PFD_TYPE_RGBA或PFD_TYPE_INDEX，分别对应于RGBA模式和颜色索引模式。
　　cColorBits：指定颜色的位数。
　　cRedBits：采用RGBA模式时，红色组分占用位数。
　　cRedShift：采用RGBA模式时，红色组分偏移量。
　　cGreenBits：采用RGBA模式时，绿色组分占用位数。
　　cGreenShift：采用RGBA模式时，绿色组分偏移量。
　　cBlueBits：采用RGBA模式时，蓝色组分占用位数。
　　cBlueShift: 采用RGBA模式时，蓝色组分偏移量。
　　cAlphaBits：采用RGBA模式时，Alpha组分占用位数。
　　cAlphaShift：采用RGBA模式时，Alpha组分偏移量。
　　cAccumBits：指定累积缓冲区表示一个像素所用位数。
　　cAccumRedBits：指定累积缓冲区表示红色组分占用位数。
　　cAccumGreenBits：指定累积缓冲区表示绿色组分占用位数。
　　cAccumBlueBits：指定累积缓冲区表示蓝色组分占用位数。
　　cAccumAlphaBits：指定累积缓冲区表示Alpha组分占用位数。
　　cDepthBits：指定深度缓冲区表示一个像素所用位数。
　　cStencilBits：指定模板缓冲区表示一个像素所用位数。
　　cAuxBuffers：指定辅助缓冲区，Windows9x、NT不支持。
　　iLayerType：Windows9x、NT下只能是PFD_MAIN_PLANE。
　　bReserved：＝0。
　　dwLayerMask：指定覆盖层的屏蔽，Windows9x、NT不支持。
　　dwVisibleMask：Windows9x、NT不支持。
　　dwDamageMask：Windows9x、NT不支持。
　　Windows提供了四个像素格式管理函数，分别介绍如下：
　　（1） int ChoosePixelFormat(HDC hdc,
　　PIXELFORMATDESCRIPTOR *ppdf)
　　该函数比较传过来的像素格式描述和OpenGL支持的像素格式，返回一个最佳匹配的像素格式索引。该索引值可传给SetPixelFormat为DC设置像素格式。返回值为0表示失败。
　　在比较像素格式时，匹配优先级顺序为像素格式描述子结构中的下述各域：
　　dwFlags－>cColorBits－>cAlphaBits－>cAccumBits
　　－>cDepthBits－>cStencilBits－>cAuxBuffers－>iLayerType
　　硬件支持的像素格式优先。
　　（2） int DescribePixelFormat(HDC hdc, int iPixelFormat, UINT nBytes,
　　LPPIXELFORMATDESCRIPTOR *ppfd)
　　该函数用格式索引iPixelFormat说明的像素格式来填写由ppfd所指向的像素格式描述子结构，利用该函数可以枚举像素格式。
　　（3） int GetPixelFormat(HDC hdc)
　　该函数用于获取hdc的格式索引。
　　（4） BOOL SetPixelFormat(HDC hdc, int iPixelFormat,
　　LPPIXELFORMATDESCRIPTOR *ppfd)
　　该函数用格式索引iPixelFormat来设置hdc的像素格式。在使用该函数之前应该调用ChoosePixelFormat来获取像素格式索引。另外，OpenGL窗口风格必须包含WS_CLIPCHILDREN和WS_CLIPSIBLINGS类型，否则设置失败。
　　应该注意的是ChoosePixelFormat函数并不一定返回一个最佳的像素格式值，可以利用DescribePixelFormat来枚举系统所支持的所有像素格式。OpenGL的通常支持24种不同的像素格式，如果系统安装了OpenGL硬件加速器，它可能会支持其它的像素格式