Win32 OpenGL编程(14) 显示列表

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Technorati 标签: 显示列表 , display list , OpenGL

前段时间因为刚换工作，很多东西都没有步入正轨，因为工作原因，学习了很多其他的东西，比如irrlicht等，现在慢慢缓下来了，还是好好的将OpenGL学习完。呵呵，其实这个系列主要还是自己学习为主，但是选择了一条比较累的写博方式，其实一边学习一般完成NEHE教程的Win32代码就可以了，但是选择了跟随《OpenGL Programming Guide 》的方式，这样会比NEHE学的更详细一些，但是因为自己需要额外打很多字，所以也累了很多。闲话少说，继续学习。

显示列表

显示列表可以提高性能，事实上就像把一对的函数存入OpenGL的缓存中，然后能很快的调用一样，事实上，比普通的函数调用的优点仅在于速度更快，但是却无法更改。甚至包括参数都无法更改。。。。。。。相当于用牺牲灵活性来换取一定的性能。。。。。当然，在对图形程序的性能追求中，牺牲的又何止是灵活性啊。。。。。。可读性，可维护性，扩展性。。。。。都壮烈牺牲过

效率对比

下面具体来看看例子，为了更加具体的表现显示列表对性能的优化，一两个球的绘制是没有办法的，我决定绘制在屏幕上绘制100个球，源代码利用原来文章中的2009-11-9/LightSimple，这样还可以加大动态光照的运算，进一步加大运算量。利用普通函数完成这样的工作，用已有的知识已经没有问题了，代码如下：

void 
DrawAll
()
{
    glPushMatrix
();
    glTranslatef
(-0.9, 0.9, 0.0);
    for
(int 
i 
= 0; i 
< 10; ++i
)
    {
        for
(int 
j 
= 0; j 
< 10; ++j
)
        {
            glutSolidSphere
(0.1, 30, 16); // r = 1 / 20
            
glTranslatef
(0.2, 0.0, 0.0);
        }
        glTranslatef
(-2.0, -0.2, 0.0);
    }
    glPopMatrix
();
}

代码的含义不解释应该也很清楚，先移到屏幕左上角，每绘制一个球移动一个球的距离，绘制下一个，每10个球绘制后换一行，并且移动到开头，继续绘制。

然后放开fps的限制，加入一段计算fps的代码：

// called every frame

int 
CalculateFPS
(DWORD now
)
{
    static int 
frameCounted 
= 0;
    static int 
startTime 
= GetTickCount
();
    static int 
fps 
= 0;
    ++frameCounted
;

    int 
elapsed 
= now 
- startTime
;

    if 
(elapsed 
>= 1500 )
    {
        fps 
= ( 1000 * frameCounted 
) / elapsed
;
        startTime 
= now
;
        frameCounted 
= 0;
    }

    return 
fps
;
}

为了这里特别写的，假如有什么问题请指出来，含义也很简单，每1500毫秒（一秒半）算一下fps，为什么用1500毫秒，是感觉要是定在1000，好像误差会大点，事实上，这里用的时间越久，误差越小，但是计算的间隔长了，不能及时的反应变化。

对了，为了更好的展示效率，使用了离屏绘制，（双缓冲）不明白的看看第一节。

效果及大概的运行效率如下图所示：

基本上在150~200帧左右。（因为抓屏的瞬间会导致瞬间的fps下降）

我们再看看显示列表的版本：

利用一下几句生成新的显示列表：

giTorus 
= glGenLists
(2);

glNewList
(giTorus
, GL_COMPILE
);
    glutSolidSphere
(0.1, 30, 16); // r = 1 / 20

glEndList
();

glNewList
(giTorus
+1, GL_COMPILE
);
glPushMatrix
();
glTranslatef
(-0.9, 0.9, 0.0);
for
(int 
i 
= 0; i 
< 10; ++i
)
{
    for
(int 
j 
= 0; j 
< 10; ++j
)
    {
        glCallList
(giTorus
);
        glTranslatef
(0.2, 0.0, 0.0);
    }
    glTranslatef
(-2.0, -0.2, 0.0);
}
glPopMatrix
();
glEndList
();

然后再调用：

glCallList(giTorus+1);

基本上就好了，与一般的OpenGL特性不同的是，显示列表使用上非常简单，但是知道什么时候应该使用，却需要一定的知识和经验，在《OpenGL Programming Guide 》中，甚至有专门的一节《显示列表的设计哲学》来阐述这个。

我们看看效果：

基本上在370~450之间（同样因为抓屏的瞬间会导致瞬间的fps下降）

从fps上来看，效率成倍的增加。这就是显示列表的作用，仅仅这么一个小程序都无法掩盖其强大。。。。。。

使用

显示列表牵涉的API并不算太多，而且很好理解：

《OpenGL Reference Manual 》：

GLuint glGenLists( GLsizei range);
Parameters

range

Specifies the number of contiguous empty display lists
to be generated.

glGenLists返回一个由range指定长度的显示列表起始标记，相当于普通操作的分配内存，返回的第一个内存的指针，glGenLists返回的也是第一个显示列表的标志，但是是以整数值来表示的。

然后，再就是glNewList和glEndList函数对，指示了一个显示列表的开始及结束，具体指示的显示列表由glNewList的第一个参数决定，就像定义一个函数的“{”和“}” 一样。

再然后，就是glCallList用于调用显示列表，就像调用函数一样，用参数指定调用的是哪个显示列表。

giTorus 
= glGenLists
(2);

glNewList
(giTorus
, GL_COMPILE
);
    glutSolidSphere
(0.1, 30, 16); // r = 1 / 20

glEndList
();

以上的4句已经定义了一个完整的显示列表了，分配，定义，都齐了。GL_COMPILE参数表示仅仅定义，但是不执行。（就像真正的函数第一次定义时那样）

glNewList
(giTorus
+1, GL_COMPILE
);
glPushMatrix
();
glTranslatef
(-0.9, 0.9, 0.0);
for
(int 
i 
= 0; i 
< 10; ++i
)
{
    for
(int 
j 
= 0; j 
< 10; ++j
)
    {
        glCallList
(giTorus
);
        glTranslatef
(0.2, 0.0, 0.0);
    }
    glTranslatef
(-2.0, -0.2, 0.0);
}
glPopMatrix
();
glEndList
();

在上面这几句，更加完整的展示了一个显示列表的操作，不仅定义了一个完整的显示列表，（就是上面那整个屏幕的球）而且在定义显示列表的时候还用“glCallList(giTorus);”调用了刚才定义的显示列表。这也展示了显示列表的可嵌套性。

为节省篇幅仅贴出关键片段，完整源代码见我博客源代码的 2009-12-21/DisplayListTest目录，获取方式见文章最后关于获取博客完整源代码的说明。

完整程序中一个程序实现了上述两种方式，利用gbIsUseDisplayList全局变量控制，需要注意，自然，还有lightsimple中包含变换光照位置的代码。

参考资料

1. 《OpenGL Reference Manual 》，OpenGL参考手册

2. 《OpenGL 编程指南》（《OpenGL Programming Guide 》），Dave Shreiner，Mason Woo，Jackie Neider，Tom Davis 著，徐波译，机械工业出版社

3. 《Nehe OpenGL Tutorials》，Nehe著，在http://nehe.gamedev.net/ 上可以找到教程及相关的代码下载，（有PDF版本教程下载）Nehe自己还做了一个面向对象的框架，作为演示程序来说，这样的框架非常合适。也有中文版 ，各取所需吧。

完整源代码获取说明

由于篇幅限制，本文一般仅贴出代码的主要关心的部分，代码带工程（或者makefile）完整版（如果有的话）都能用Mercurial在Google Code中下载。文章以博文发表的日期分目录存放，请直接使用Mercurial克隆下库：

https://blog-sample-code.jtianling.googlecode.com/hg/

Mercurial使用方法见《分布式的，新一代版本控制系统Mercurial的介绍及简要入门 》

要是仅仅想浏览全部代码也可以直接到google code上去看，在下面的地址：

http://code.google.com/p/jtianling/source/browse?repo=blog-sample-code

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