平移 & 旋转 & 双缓冲 & 双缓存 & 空闲调用 & 激活函数(启用功能) & 按键控制

• 参考: kiya-z OpenGL系列

旋转金字塔

#include<GL/glut.h>
#include<stdlib.h>
#pragma comment(linker,"/subsystem:\"windows\" /entry:\"mainCRTStartup\"")
GLfloat rtri;   //金字塔旋转角度，==这个东西叫金字塔貌似不怎么样。。。只是因为底面没有填充。。
float add = 0.1f;
void init()
{
    glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
    glShadeModel(GL_SMOOTH); //GL_FLAT和GL_SMOOTH在这里的区别很明显哟
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    /*激活深度测试，也就是，如果通过比较后深度值发生变化了，会进行更新深度缓冲区的操作。 启动它，OpenGL就可以跟踪Z轴上的像素，这样，它只会在那个像素前方没有东西时，才会绘画这个像素。 通俗的说，就是根据坐标的远近自动隐藏被遮住的图形（材料）*/
}
void mydisplay()
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    glLoadIdentity();
    glTranslatef(0.0f, 0.2f, -4.0f); //平移，三个方向的偏移量，缩小一下
    glRotatef(rtri, 0.0f, 1.0f, 0.0f); //旋转，沿各个不同方向
    //第一个面
    glBegin(GL_TRIANGLES);
    glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
    glVertex3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
    glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
    glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f);
    glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);
    glVertex3f(1.0f, -1.0f, 1.0f);
    //第二个面
    glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
    glVertex3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
    glColor3f(1.0f, 0.0f, 1.0f);
    glVertex3f(1.0f, -1.0f, 1.0f);
    glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
    glVertex3f(1.0f, -1.0f, -1.0f);
    //第三个面
    glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
    glVertex3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
    glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
    glVertex3f(1.0f, -1.0f, -1.0f);
    glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);
    glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);
    //第四个面
    glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
    glVertex3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
    glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);
    glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);
    glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
    glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f);
    glEnd();
    //rtri += 0.1f;
    rtri += add; //这家伙可以控制旋转角度，也就是速度，单位时间内转过的角度，当然越大越快了
    glutSwapBuffers();
}
void reshape(int width, int height)
{
    glViewport(0, 0, width, height);
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    gluPerspective(45.0f, (GLfloat)width / (GLfloat)height, 0.1f, 100.0f);
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();
}
void mouse(int button,int state,int x,int y)
{
    //前面三行是按键，后面是滚轮
    if(button == GLUT_LEFT_BUTTON)  { if(add==0) add = 0.1f; add = add*2;}
    if(button == GLUT_MIDDLE_BUTTON)    add = 0;
    if(button == GLUT_RIGHT_BUTTON) { if(add==0) add = 0.1f;  add = add/2;}
}
int main(int argc, char * argv[])
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
    glutInitWindowPosition(300, 100);
    glutInitWindowSize(650, 500);
    glutCreateWindow("change");
    init();
    glutDisplayFunc(mydisplay);
    glutReshapeFunc(reshape);
    glutIdleFunc(mydisplay); //设置空闲时调用的函数,idle就是空闲的、闲置的意思
    glutMouseFunc(mouse);
    glutMainLoop();
    return 0;
}

双缓冲技术介绍 (废话…)

• 在计算机上的动画与实际的动画有些不同：实际的动画都是先画好了，播放的时候直接拿出来显示就行。
• 计算机动画则是画一张，就拿出来一张，再画下一张，再拿出来。
• 如果所需要绘制的图形很简单，那么这样也没什么问题。但一旦图形比较复杂，绘制需要的时间较长，问题就会变得突出。
• 让我们把计算机想象成一个画图比较快的人，
• 假如他直接在屏幕上画图，而图形比较复杂，则有可能在他只画了某幅图的一半的时候就被观众看到。
• 而后面虽然他把画补全了，但观众的眼睛却又没有反应过来，还停留在原来那个残缺的画面上。
• 也就是说，有时候观众看到完整的图象，有时却又只看到残缺的图象，这样就造成了屏幕的闪烁。
• 如何解决这一问题呢？
• 我们设想有两块画板，画图的人在旁边画，画好以后把他手里的画板与挂在屏幕上的画板相交换。
• 这样以来，观众就不会看到残缺的画了。这一技术被应用到计算机图形中，称为双缓冲技术。
• 即：在存储器（很有可能是显存）中开辟两块区域，一块作为发送到显示器的数据，一块作为绘画的区域，
• 在适当的时候交换它们。由于交换两块内存区域实际上只需要交换两个指针，这一方法效率非常高，所以被广泛的采用。
• 注意：虽然绝大多数平台都支持双缓冲技术，但这一技术并不是 OpenGL 标准中的内容。
• OpenGL 为了保证更好的可移植性，允许在实现时不使用双缓冲技术。当然，我们常用的 PC 都是支持双缓冲技术的。
• 要启动双缓冲功能，最简单的办法就是使用 GLUT 工具包。我们以前在 main 函数里面写：glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);
• 其中 GLUT_SINGLE 表示单缓冲，如果改成 GLUT_DOUBLE就是双缓冲了。
• 当然还有需要更改的地方——每次绘制完成时，我们需要交换两个缓冲区，把绘制好的信息用于屏幕显示（否则无论怎么绘制，还是什么都看不到）。
• 如果使用 GLUT 工具包，也可以很轻松的完成这一工作，只要在绘制完成时简单的调用 glutSwapBuffers函数就可以了。– 交换双缓存函数
• 总之一句话，使用双缓存，以避免把计算机作图的过程都表现出来，或者为了平滑地实现动画。

glutInitDisplayMode(GLUT_DEPTH) 和 glEnable(GL_DEPTH_TEST)

• 在glutInitDisplayMode()参数说明GLUT_DEPTH,表明窗口使用深度缓存
• 在glEnable里激活GL_DEPTH_TEST,说明启用深度测试，也就是，如果通过比较后深度值发生变化了，会进行更新深度缓冲区的操作。启动它，OpenGL就可以跟踪Z轴上的像素，这样，它只会在那个像素前方没有东西时，才会绘画这个像素。通俗的说，就是根据坐标的远近自动隐藏被遮住的图形（材料）
• 在glutInitDisplayMode()里还有很多别的参数如下：

值	对应宏定义	意义
GLUT_RGB	0x0000	指定 RGB 颜色模式的窗口
GLUT_RGBA	0x0000	指定 RGBA 颜色模式的窗口
GLUT_INDEX	0x0001	指定颜色索引模式的窗口
GLUT_SINGLE	0x0000	指定单缓存窗口
GLUT_DOUBLE	0x0002	指定双缓存窗口
GLUT_ACCUM	0x0004	窗口使用累加缓存
GLUT_ALPHA	0x0008	窗口的颜色分量包含 alpha 值
GLUT_DEPTH	0x0010	窗口使用深度缓存
GLUT_STENCIL	0x0020	窗口使用模板缓存
GLUT_MULTISAMPLE	0x0080	指定支持多样本功能的窗口
GLUT_STEREO	0x0100	指定立体窗口
GLUT_LUMINANCE	0x0200	窗口使用亮度颜色模型

• glEnable用于启用各种功能。具体功能由参数决定。意思就是我让你复活了！
• 与glDisable相对应。glDisable用以关闭各项功能，我又让你死了
• 在glEnable()里也有很多可以用，如下所示

类型	值	说明
GL_ALPHA_TEST	4864	根据函数glAlphaFunc的条件要求来决定图形透明的层度是否显示。具体参见glAlphaFunc
GL_AUTO_NORMAL	3456	执行后，图形能把光反射到各个方向
GL_BLEND	3042	启用颜色混合。例如实现半透明效果
GL_CLIP_PLANE0 ~ GL_CLIP_PLANE5	12288 ~ 12283	根据函数glClipPlane的条件要求 启用图形切割管道。这里指六种缓存管道
GL_COLOR_LOGIC_OP	3058	启用每一像素的色彩为位逻辑运算
GL_COLOR_MATERIAL	2930	执行后，图形（材料）将根据光线的照耀进行反射。 反射要求由函数glColorMaterial进行设定。
GL_CULL_FACE	2884	根据函数glCullFace要求启用隐藏图形材料的面。
GL_DEPTH_TEST	2929	启用深度测试。根据坐标的远近自动隐藏被遮住的图形（材料）
GL_DITHER	3024	启用抖动
GL_FOG	2912	雾化效果 例如距离越远越模糊
GL_INDEX_LOGIC_OP	3057	逻辑操作
GL_LIGHT0 ~ GL_LIGHT7	16384 ~ 16391	启用0号灯到7号灯(光源) 光源要求由函数glLight函数来完成
GL_LIGHTING	2896	启用灯源
GL_LINE_SMOOTH	2848	执行后，过虑线段的锯齿
GL_LINE_STIPPLE	2852	执行后，画虚线
GL_LOGIC_OP	3057	逻辑操作
GL_MAP1_COLOR_4	3472	根据函数Map1对贝赛尔曲线的设置，启用glEvalCoord1,glEvalMesh1,glEvalPoint1, 生成RGBA曲线
GL_MAP1_INDEX	3473	根据函数Map1对贝赛尔曲线的设置，启用glEvalCoord1,glEvalMesh1,glEvalPoint1, 生成颜色索引曲线
GL_MAP1_NORMAL	3474	根据函数Map1对贝赛尔曲线的设置，启用glEvalCoord1,glEvalMesh1,glEvalPoint1, 生成法线
GL_MAP1_TEXTURE_COORD_1	3475	根据函数Map1对贝赛尔曲线的设置，启用glEvalCoord1,glEvalMesh1,glEvalPoint1, 生成文理坐标
GL_MAP1_TEXTURE_COORD_2	3476	根据函数Map1对贝赛尔曲线的设置，启用glEvalCoord1,glEvalMesh1,glEvalPoint1, 生成文理坐标
GL_MAP1_TEXTURE_COORD_3	3477	根据函数Map1对贝赛尔曲线的设置，启用glEvalCoord1,glEvalMesh1,glEvalPoint1, 生成文理坐标
GL_MAP1_TEXTURE_COORD_4	3478	根据函数Map1对贝赛尔曲线的设置，启用glEvalCoord1,glEvalMesh1,glEvalPoint1, 生成文理坐标
GL_MAP1_VERTEX_3	3479	根据函数Map1对贝赛尔曲线的设置，启用glEvalCoord1,glEvalMesh1,glEvalPoint1, 在三维空间里生成曲线
GL_MAP1_VERTEX_4	3480	根据函数Map1对贝赛尔曲线的设置，启用glEvalCoord1,glEvalMesh1,glEvalPoint1, 在四维空间里生成法线
GL_MAP2_COLOR_4	3504	根据函数Map2对贝赛尔曲线的设置， 启用glEvalCoord2,glEvalMesh2,glEvalPoint2, 生成RGBA曲线
GL_MAP2_INDEX	3505	根据函数Map2对贝赛尔曲线的设置， 启用glEvalCoord2,glEvalMesh2,glEvalPoint2, 生成颜色索引
GL_MAP2_NORMAL	3506	根据函数Map2对贝赛尔曲线的设置， 启用glEvalCoord2,glEvalMesh2,glEvalPoint2, 生成法线
GL_MAP2_TEXTURE_COORD_1	3507	根据函数Map2对贝赛尔曲线的设置， 启用glEvalCoord2,glEvalMesh2,glEvalPoint2, 生成纹理坐标
GL_MAP2_TEXTURE_COORD_2	3508	根据函数Map2对贝赛尔曲线的设置， 启用glEvalCoord2,glEvalMesh2,glEvalPoint2, 生成纹理坐标
GL_MAP2_TEXTURE_COORD_3	3509	根据函数Map2对贝赛尔曲线的设置，启用glEvalCoord2,glEvalMesh2,glEvalPoint2, 生成纹理坐标
GL_MAP2_TEXTURE_COORD_4	3510	根据函数Map2对贝赛尔曲线的设置，启用glEvalCoord2,glEvalMesh2,glEvalPoint2, 生成纹理坐标
GL_MAP2_VERTEX_3	3511	根据函数Map2对贝赛尔曲线的设置，启用glEvalCoord2,glEvalMesh2,glEvalPoint2, 在三维空间里生成曲线
GL_MAP2_VERTEX_4	3512	根据函数Map2对贝赛尔曲线的设置，启用glEvalCoord2,glEvalMesh2,glEvalPoint2, 在三维空间里生成曲线
GL_NORMALIZE	2977	根据函数glNormal的设置条件，启用法向量
GL_POINT_SMOOTH	2832	执行后，过虑线点的锯齿
GL_POLYGON_OFFSET_FILL	32823	根据函数glPolygonOffset的设置，启用面的深度偏移
GL_POLYGON_OFFSET_LINE	10754	根据函数glPolygonOffset的设置，启用线的深度偏移
GL_POLYGON_OFFSET_POINT	10753	根据函数glPolygonOffset的设置，启用点的深度偏移
GL_POLYGON_SMOOTH	2881	过虑图形（多边形）的锯齿
GL_POLYGON_STIPPLE	2882	执行后，多边形为矢量画图
GL_SCISSOR_TEST	3089	根据函数glScissor设置，启用图形剪切
GL_STENCIL_TEST	2960	开启使用模板测试并且更新模版缓存。参见glStencilFunc和glStencilOp.
GL_TEXTURE_1D	3552	启用一维文理
GL_TEXTURE_2D	3553	启用二维文理
GL_TEXTURE_GEN_Q	3171	根据函数glTexGen，启用纹理处理
GL_TEXTURE_GEN_R	3170	根据函数glTexGen，启用纹理处理
GL_TEXTURE_GEN_S	3168	根据函数glTexGen，启用纹理处理
GL_TEXTURE_GEN_T	3169	根据函数glTexGen，启用纹理处理

glClear和glLoadIdentity这两个函数的作用

• glClear函数的作用是用当前缓冲区清除值，也就是函数所指定的值来清除指定的缓冲区
• 可以使用 | 运算符组合不同的缓冲标志位，表明需要清除的缓冲，
• 例如glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT）表示要清除颜色缓冲以及深度缓冲，可以使用以下标志位
• GL_COLOR_BUFFER_BIT: 当前可写的颜色缓冲
• GL_DEPTH_BUFFER_BIT: 深度缓冲
• GL_ACCUM_BUFFER_BIT: 累积缓冲
• GL_STENCIL_BUFFER_BIT: 模板缓冲
• glLoadIdentity:
• 当调用glLoadIdentity()之后，实际上将当前的用户坐标系的原点移到了屏幕中心,
• 类似于一个复位操作，OpenGL屏幕中心的坐标值是X和Y轴上的0.0f点。
• X坐标轴从左至右，Y坐标轴从下至上，Z坐标轴从里至外。
• 中心左面的坐标值是负值，右面是正值。
• 移向屏幕顶端是正值，移向屏幕底端是负值。
• 移入屏幕深处是负值，移出屏幕则是正值。

glTranslatef(x,y,z):使原点沿着 X, Y 和 Z 轴移动。

• 注意在glTranslatef(x, y, z)中,当您移动的时候，您并不是相对屏幕中心移动，而是相对与当前所在的屏幕位置。
• 其作用就是将你绘点坐标的原点在当前原点的基础上平移一个(x,y,z)向量。

glRotatef(angle, x, y, z)

• 与glTranslatef(x, y, z)类似，glRotatef(angle, x, y, z)也是对坐标系进行操作。
• 旋转轴经过原点，方向为(x,y,z),旋转角度为angle，方向满足右手定则。
• 当然，如果在旋转函数后面再加一句glLoadIdentity()抚慰函数，就等于撤销了旋转操作，图形就不会旋转了

glMatrixMode()及其参数的作用：

• glMatrixMode，这个函数其实就是对接下来要做什么进行一下声明，也就是在要做下一步之前告诉计算机我要对“什么”进行操作了，这个“什么”在glMatrixMode的“()”里的选项(参数)有，GL_PROJECTION，GL_MODELVIEW和GL_TEXTURE
• 如果参数是GL_PROJECTION，这个是投影的意思，就是要对投影相关进行操作，也就是把物体投影到一个平面上，就像我们照相一样，把3维物体投到2维的平面上。这样，接下来的语句可以是跟透视相关的函数，比如glFrustum()或gluPerspective()；
• 如果参数是GL_MODELVIEW，这个是对模型视景的操作，接下来的语句描绘一个以模型为基础的适应，这样来设置参数，接下来用到的就是像gluLookAt()这样的函数；
• 若是GL_TEXTURE，就是对纹理相关进行操作；
• 顺便说下，OpenGL里面的操作，很多是基于对矩阵的操作的，比如位移，旋转，缩放，所以，这里其实说的规范一点就是glMatrixMode是用来指定哪一个矩阵是当前矩阵，而它的参数代表要操作的目标，GL_PROJECTION是对投影矩阵操作，GL_MODELVIEW是对模型视景矩阵操作，GL_TEXTURE是对纹理矩阵进行随后的操作。

gluPerspective(GLdouble fovy,GLdouble aspect,GLdouble zNear,GLdouble zFar)

• fovy,这个最难理解,我的理解是,眼睛睁开的角度,即,视角的大小,如果设置为0,相当你闭上眼睛了,
• 所以什么也看不到,如果为180,那么可以认为你的视界很广阔,
• aspect,这个好理解,就是实际窗口的纵横比,即x/y
• zNear,表示你近处,的裁面,眼睛距离近处的距离,假设为10米远,请不要设置为负值,OpenGl就傻了,不知道怎么算了,
• zFar表示远处的裁面,假设为1000米远,
• 首先假设我们现在距离物体有50个单位距离远的位置,在眼睛睁开角度设置为45时,我们可以看到,在远处一个球,,
• 现在我们将眼睛再张开点看,将”眼睛睁开的角度”设置为178(180度表示平角,那时候我们将什么也看不到,眼睛睁太大了,眼大无神)我们只看到一个点,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
• 因为我们看的范围太大了,这个球本身大小没有改变,但是它在我们的”视界”内太小了,
• 在我们距离该物体3000距离远,”眼睛睁开的角度”为1时,我们似乎走进了这个球内,这个是不是类似于相机的焦距?
• 当我们将”透视角”设置为0时,我们相当于闭上双眼,这个世界清静了,
• 我们什么也看不到,,,,,,,,,

glutIdleFunc

• 之前是在 main 函数里写：glutDisplayFunc(&myDisplay);意思是对系统说：如果你需要绘制窗口了，请调用 myDisplay 这个函数。
• 为什么我们不直接调用myDisplay，而要采用这种看似“舍近求远”的做法呢？
• 原因在于——我们自己的程序无法掌握究竟什么时候该绘制窗口。
• 因为一般的窗口系统——拿我们熟悉一点的来说——Windows 和 X 窗口系统，都是支持同时显示多个窗口的。
• 假如你的程序窗口碰巧被别的窗口遮住了，后来用户又把原来遮住的窗口移开，这时你的窗口需要重新绘制。
• 很不幸的，你无法知道这一事件发生的具体时间。因此这一切只好委托操作系统来办了。
• 既然都可以交给操作系统来代办了，那让整个循环运行起来的工作是否也可以交给操作系统呢？
• 答案是肯定的。我们先前的思路是：绘制，然后等待一段时间；再绘制，再等待一段时间。
• 但如果去掉等待的时间，就变成了绘制，绘制，……，不停的绘制。
• ——当然了，资源是公用的嘛，杀毒软件总要工作吧？
• 我的下载不能停下来吧？我的 mp3播放还不能给耽搁了。
• 总不能因为我们的动画，让其他的工作都停下来。因此，我们需要在 CPU空闲的时间绘制。
• 这里的“在 CPU 空闲的时间绘制”和“在需要绘制的时候绘制”有些共通，都是“在XX 时间做 XX 事”，
• GLUT 工具包也提供了一个比较类似的函数：glutIdleFunc，表示在 CPU 空闲的时间调用某一函数。
• 其实 GLUT 还提供了一些别的函数，例如“在键盘按下时做某事”等

鼠标按键控制

• 和键盘处理一样，GLUT为你的注册函数（也就是处理鼠标clicks事件的函数）提供了一个方法。函数glutMouseFunc,这个函数一般在程序初始化阶段被调用。函数原型如下：
• void glutMouseFunc(void(*func)(int button,int state,int x,int y));
• 参数：func：处理鼠标click事件的函数的函数名。
• 从上面可以看到到，处理鼠标click事件的函数，一定有4个参数。
• 第一个参数表明哪个鼠标键被按下或松开，这个变量可以是下面的三个值中的一个：
• GLUT_LEFT_BUTTON
• GLUT_MIDDLE_BUTTON
• GLUT_RIGHT_BUTTON
• 第二个参数表明，函数被调用发生时，鼠标的状态，也就是是被按下，或松开，可能取值如下：
• GLUT_DOWN
• GLUT_UP
• 当函数被调用时，state的值是GLUT_DOWN，那么程序可能会假定将会有个GLUT_UP事件，甚至鼠标移动到窗口外面，也如此。然而，如果程序调用glutMouseFunc传递NULL作为参数，那么GLUT将不会改变鼠标的状态。
• 剩下的两个参数（x,y）提供了鼠标当前的窗口坐标（以左上角为原点）。
• 检测动作（motion）
• GLUT提供鼠标motion检测能力。有两种GLUT处理的motion：active motion和passive motion。
• Active motion是指鼠标移动并且有一个鼠标键被按下。（拖动鼠标）
• Passive motion是指当鼠标移动时，并有没鼠标键按下。（移动鼠标）
• 如果一个程序正在追踪鼠标，那么鼠标移动期间，没一帧将产生一个结果。
• 和以前一样，你必须注册将处理鼠标事件的函数（定义函数）。GLUT让我们可以指定两个不同的函数，一个追踪passive motion，另一个追踪active motion
• 它们的函数原型，如下：
• void glutMotionFunc(void(*func)(int x,int y));
• void glutPassiveMotionFunc(void (*func)(int x,int y));
• 参数：Func：处理各自类型motion的函数名。
• 处理motion的参数函数的参数（x,y）是鼠标在窗口的坐标。以左上角为原点。
• 检测鼠标进入或离开窗口
• GLUT还能检测鼠标鼠标离开，进入窗口区域。一个回调函数可以被定义去处理这两个事件。GLUT里，调用这个函数的是glutEntryFunc,函数原型如下：
• void glutEntryFunc(void(*func)（int state）);
• 参数：Func：处理这些事件的函数名。
• 上面函数的参数中，state有两个值：
• GLUT_LEFT 鼠标离开窗口
• GLUT_ENTERED 鼠标进入窗口
• 表明，是离开，还是进入窗口。