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OpenGL
開放分類： 電腦、操作系統、計算機、進程、系統進程

目錄
• 概述
• Open GL現狀
• 高級功能
• OpenGL編程入門





概述
OpenGL是個專業的3D程序接口，是一個功能強大，調用方便的底層3D圖形庫。OpenGL的前身是SGI公司爲其圖形工作站開發的IRIS GL。IRIS GL是一個工業標準的3D圖形軟件接口，功能雖然強大但是移植性不好，於是SGI公司便在IRIS GL的基礎上開發了OpenGL。OpenGL的英文全稱是“Open Graphics Library”，顧名思義，OpenGL便是“開放的圖形程序接口”。雖然DirectX在家用市場全面領先，但在專業高端繪圖領域，OpenGL是不能被取代的主角。

OpenGL是個與硬件無關的軟件接口，可以在不同的平臺如Windows 95、Windows NT、Unix、Linux、MacOS、OS／2之間進行移植。因此，支持OpenGL的軟件具有很好的移植性，可以獲得非常廣泛的應用。由於OpenGL是3D圖形的底層圖形庫，沒有提供幾何實體圖元，不能直接用以描述場景。但是，通過一些轉換程序，可以很方便地將AutoCAD、3DS等3D圖形設計軟件製作的DFX和3DS模型文件轉換成OpenGL的頂點數組。

在OpenGL的基礎上還有Open Inventor、Cosmo3D、Optimizer等多種高級圖形庫，適應不同應用。其中，Open Inventor應用最爲廣泛。該軟件是基於OpenGL面向對象的工具包，提供創建交互式3D圖形應用程序的對象和方法，提供了預定義的對象和用於交互的事件處理模塊，創建和編輯3D場景的高級應用程序單元，有打印對象和用其它圖形格式交換數據的能力。

OpenGL的發展一直處於一種較爲遲緩的態勢，每次版本的提高新增的技術很少，大多隻是對其中部分做出修改和完善。1992年7月，SGI公司發佈了OpenGL的1.0版本，隨後又與微軟公司共同開發了Windows NT版本的OpenGL，從而使一些原來必須在高檔圖形工作站上運行的大型3D圖形處理軟件也可以在微機上運用。1995年OpenGL的1.1版本面市，該版本比1.0的性能有許多提高，並加入了一些新的功能。其中包括改進打印機支持，在增強元文件中包含OpenGL的調用，頂點數組的新特性，提高頂點位置、法線、顏色、色彩指數、紋理座標、多邊形邊緣標識的傳輸速度，引入了新的紋理特性等等。OpenGL 1.5又新增了“OpenGL Shading Language”，該語言是“OpenGL 2.0”的底核，用於着色對象、頂點着色以及片斷着色技術的擴展功能。

OpenGL 2.0標準的主要制訂者並非原來的SGI，而是逐漸在ARB中佔據主動地位的3Dlabs。2.0版本首先要做的是與舊版本之間的完整兼容性，同時在頂點與像素及內存管理上與DirectX共同合作以維持均勢。OpenGL 2.0將由OpenGL 1.3的現有功能加上與之完全兼容的新功能所組成(如圖一)。藉此可以對在ARB停滯不前時代各家推出的各種糾纏不清的擴展指令集做一次徹底的精簡。此外，硬件可編程能力的實現也提供了一個更好的方法以整合現有的擴展指令。

目前，隨着DirectX的不斷髮展和完善，OpenGL的優勢逐漸喪失，至今雖然已有3Dlabs提倡開發的2.0版本面世，在其中加入了很多類似於DirectX中可編程單元的設計，但廠商的用戶的認知程度並不高，未來的OpenGL發展前景迷茫。



Open GL現狀


Open GL仍然是唯一能夠取代微軟對3D圖形技術的完全控制的API。它仍然具有一定的生命力，但是Silicon Graphics已經不再以任何讓微軟不悅的方式推廣Open GL，因而它存在較高的風險。遊戲開發人員是一個有着獨立思想的羣體，很多重要的開發人員目前仍然在使用Open GL。因此，硬件開發商正在設法加強對它的支持。Direct3D目前還不能支持高端的圖形設備和專業應用； Open GL在這些領域佔據着統治地位。最後，開放源碼社區（尤其是Mesa項目）一直致力於爲任何類型的計算機（無論它們是否使用微軟的操作系統）提供Open GL支持。



高級功能

OpenGL被設計爲只有輸出的，所以它只提供渲染功能。核心API沒有窗口系統、音頻、打印、鍵盤/鼠標或其它輸入設備的概念。雖然這一開始看起來像是一種限制，但它允許進行渲染的代碼完全獨立於他運行的操作系統，允許跨平臺開發。然而，有些整合於原生窗口系統的東西需要允許和宿主系統交互。這通過下列附加API實現：

* GLX - X11（包括透明的網絡）
* WGL - Microsoft Windows

另外，GLUT庫能夠以可移植的方式提供基本的窗口功能。

OpenGL編程入門
OpenGL作圖非常方便，故日益流行，但對許多人來說，是在微機上進行的，首先碰到的問題是，如何適應微機環境。這往往是最關鍵的一步，雖然也是最初級的。一般的,我不建議使用glut 包.那樣難以充分發揮 windows 的界面上的功能.
　　下面介紹如何在 VC++ 上進行 OpenGL 編程。 OpenGL 繪圖的一般過程可以看作這樣的,先用 OpenGL 語句在 OpenGL 的繪圖環境 RenderContext (RC)中畫好圖, 然後再通過一個 Swap buffer 的過程把圖傳給操作系統的繪圖環境 DeviceContext (DC)中,實實在在地畫出到屏幕上.
　　下面以畫一條 Bezier 曲線爲例，詳細介紹VC++ 上 OpenGL編程的方法。文中給出了詳細註釋，以便給初學者明確的指引。一步一步地按所述去做，你將順利地畫出第一個 OpenGL 平臺上的圖形來。
　　一、產生程序框架 Test.dsw
New Project | MFC Application Wizard (EXE) | "Test" | OK
*注* : 加“”者指要手工敲入的字串
　　二、導入 Bezier 曲線類的文件
　　用下面方法產生 BezierCurve.h BezierCurve.cpp 兩個文件：
WorkSpace | ClassView | Test Classes| <右擊彈出> New Class | Generic Class(不用MFC類) | "CBezierCurve" | OK
　　三、編輯好 Bezier 曲線類的定義與實現
　　寫好下面兩個文件：
BezierCurve.h BezierCurve.cpp
　　四、設置編譯環境：
　　1. 在 BezierCurve.h 和 TestView.h 內各加上：
#include
#include
#include
　　2. 在集成環境中
Project | Settings | Link | Object/library module | "opengl32.lib glu32.lib glaux.lib" | OK

五、設置 OpenGL 工作環境：(下面各個操作，均針對 TestView.cpp )
　　1. 處理 PreCreateWindow(): 設置 OpenGL 繪圖窗口的風格
cs.style |= WS_CLIPSIBLINGS | WS_CLIPCHILDREN | CS_OWNDC;
　　2. 處理 OnCreate():創建 OpenGL 的繪圖設備。
　　OpenGL 繪圖的機制是: 先用 OpenGL 的繪圖上下文 Rendering Context (簡稱爲 RC )把圖畫好，再把所繪結果通過 SwapBuffer() 函數傳給 Window 的 繪圖上下文 Device Context (簡記爲 DC).要注意的是，程序運行過程中，可以有多個 DC，但只能有一個 RC。因此當一個 DC 畫完圖後，要立即釋放 RC，以便其它的 DC 也使用。在後面的代碼中，將有詳細註釋。

int CTestView::OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct)
{
　if (CView::OnCreate(lpCreateStruct) == -1)
　　return -1;
　myInitOpenGL();
　return 0;
}
void CTestView::myInitOpenGL()
{
　m_pDC = new CClientDC(this); //創建 DC
　ASSERT(m_pDC != NULL);
　if (!mySetupPixelFormat()) //設定繪圖的位圖格式，函數下面列出
　　return;
　m_hRC = wglCreateContext(m_pDC->m_hDC);//創建 RC
　wglMakeCurrent(m_pDC->m_hDC, m_hRC); //RC 與當前 DC 相關聯
} //CClient * m_pDC; HGLRC m_hRC; 是 CTestView 的成員變量
BOOL CTestView::mySetupPixelFormat()
{//我們暫時不管格式的具體內容是什麼,以後熟悉了再改變格式
　static PIXELFORMATDESCRIPTOR pfd =
　{
　　sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR), // size of this pfd
　　1, // version number
　　PFD_DRAW_TO_WINDOW | // support window
　　PFD_SUPPORT_OPENGL | // support OpenGL
　　PFD_DOUBLEBUFFER, // double buffered
　　PFD_TYPE_RGBA, // RGBA type
　　24, // 24-bit color depth
　　0, 0, 0, 0, 0, 0, // color bits ignored
　　0, // no alpha buffer
　　0, // shift bit ignored
　　0, // no accumulation buffer
　　0, 0, 0, 0, // accum bits ignored
　　32, // 32-bit z-buffer
　　0, // no stencil buffer
　　0, // no auxiliary buffer
　　PFD_MAIN_PLANE, // main layer
　　0, // reserved
　　0, 0, 0 // layer masks ignored
　};
　int pixelformat;
　if ( (pixelformat = ChoosePixelFormat(m_pDC->m_hDC, &pfd)) == 0 )
　{
　　MessageBox("ChoosePixelFormat failed");
　　return FALSE;
　}
　if (SetPixelFormat(m_pDC->m_hDC, pixelformat, &pfd) == FALSE)
　{
　　MessageBox("SetPixelFormat failed");
　　return FALSE;
　}
　return TRUE;
}

　　3. 處理 OnDestroy()

void CTestView::OnDestroy()
{
　wglMakeCurrent(m_pDC->m_hDC,NULL); //釋放與m_hDC 對應的 RC
　wglDeleteContext(m_hRC); //刪除 RC
　if (m_pDC)
　　delete m_pDC; //刪除當前 View 擁有的 DC
　　CView::OnDestroy();
}

　　4. 處理 OnEraseBkgnd()

BOOL CTestView::OnEraseBkgnd(CDC* pDC)
{
　// TODO: Add your message handler code here and/or call default
　// return CView::OnEraseBkgnd(pDC);
　//把這句話註釋掉，若不然，Window
　//會用白色北景來刷新，導致畫面閃爍
　return TRUE;//只要空返回即可。
}

　　5. 處理 OnDraw()

void CTestView::OnDraw(CDC* pDC)
{
　wglMakeCurrent(m_pDC->m_hDC,m_hRC);//使 RC 與當前 DC 相關聯
　myDrawScene( ); //具體的繪圖函數，在 RC 中繪製
　SwapBuffers(m_pDC->m_hDC);//把 RC 中所繪傳到當前的 DC 上，從而
　//在屏幕上顯示
　wglMakeCurrent(m_pDC->m_hDC,NULL);//釋放 RC，以便其它 DC 進行繪圖
}
void CTestView::myDrawScene( )
{
　glClearColor(0.0f,0.0f,0.0f,1.0f);//設置背景顏色爲黑色
　glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
　glPushMatrix();
　glTranslated(0.0f,0.0f,-3.0f);//把物體沿(0,0,-1)方向平移
　//以便投影時可見。因爲缺省的視點在(0,0,0),只有移開
　//物體才能可見。
　//本例是爲了演示平面 Bezier 曲線的，只要作一個旋轉
　//變換，可更清楚的看到其 3D 效果。
　//下面畫一條 Bezier 曲線
　bezier_curve.myPolygon();//畫Bezier曲線的控制多邊形
　bezier_curve.myDraw(); //CBezierCurve bezier_curve
　//是 CTestView 的成員變量
　//具體的函數見附錄
　glPopMatrix();
　glFlush(); //結束 RC 繪圖
　return;
}

　　6. 處理 OnSize()

void CTestView::OnSize(UINT nType, int cx, int cy)
{
　CView::OnSize(nType, cx, cy);
　VERIFY(wglMakeCurrent(m_pDC->m_hDC,m_hRC));//確認RC與當前DC關聯
　w=cx;
　h=cy;
　VERIFY(wglMakeCurrent(NULL,NULL));//確認DC釋放RC
}

　　7 處理 OnLButtonDown()

void CTestView::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point)
{
　CView::OnLButtonDown(nFlags, point);
　if(bezier_curve.m_N>MAX-1)
　{
　　MessageBox("頂點個數超過了最大數MAX=50");
　　return;
　}
　//以下爲座標變換作準備
　GetClientRect(&m_ClientRect);//獲取視口區域大小
　w=m_ClientRect.right-m_ClientRect.left;//視口寬度 w
　h=m_ClientRect.bottom-m_ClientRect.top;//視口高度 h
　//w,h 是CTestView的成員變量
　centerx=(m_ClientRect.left+m_ClientRect.right)/2;//中心位置，
　centery=(m_ClientRect.top+m_ClientRect.bottom)/2;//取之作原點
　//centerx,centery 是 CTestView 的成員變量
　GLdouble tmpx,tmpy;
　tmpx=scrx2glx(point.x);//屏幕上點座標轉化爲OpenGL畫圖的規範座標
　tmpy=scry2gly(point.y);
　bezier_curve.m_Vertex[bezier_curve.m_N].x=tmpx;//加一個頂點
　bezier_curve.m_Vertex[bezier_curve.m_N].y=tmpy;
　bezier_curve.m_N++;//頂點數加一
　InvalidateRect(NULL,TRUE);//發送刷新重繪消息
}
double CTestView::scrx2glx(int scrx)
{
　return (double)(scrx-centerx)/double(h);
}
double CTestView::scry2gly(int scry)
{
}

　　附錄：
　　1.CBezierCurve 的聲明: (BezierCurve.h)

class CBezierCurve
{
　public:
　myPOINT2D m_Vertex[MAX];//控制頂點，以數組存儲
　//myPOINT2D 是一個存二維點的結構
　//成員爲Gldouble x,y
　int m_N; //控制頂點的個數
　public:
　　CBezierCurve();
　　virtual ~CBezierCurve();
　　void bezier_generation(myPOINT2D P[MAX],int level);
　　//算法的具體實現
　　void myDraw();//畫曲線函數
　　void myPolygon(); //畫控制多邊形
};

　　2. CBezierCurve 的實現: (BezierCurve.cpp)
CBezierCurve::CBezierCurve()
{
　m_N=4;
　m_Vertex[0].x=-0.5f;
　m_Vertex[0].y=-0.5f;
　m_Vertex[1].x=-0.5f;
　m_Vertex[1].y=0.5f;
　m_Vertex[2].x=0.5f;
　m_Vertex[2].y=0.5f;
　m_Vertex[3].x=0.5f;
　m_Vertex[3].y=-0.5f;
}
CBezierCurve::~CBezierCurve()
{
}
void CBezierCurve::myDraw()
{
　bezier_generation(m_Vertex,LEVEL);
}
void CBezierCurve::bezier_generation(myPOINT2D P[MAX], int level)
{ //算法的具體描述，請參考相關書本
　int i,j;
　level--;
　if(level<0)return;
　if(level==0)
　{
　　glColor3f(1.0f,1.0f,1.0f);
　　glBegin(GL_LINES); //畫出線段
　　glVertex2d(P[0].x,P[0].y);
　　glVertex2d(P[m_N-1].x,P[m_N-1].y);
　　glEnd();//結束畫線段
　　return; //遞歸到了最底層，跳出遞歸
　}
　myPOINT2D Q[MAX],R[MAX];
　
　for(i=0;i {
　　Q.x=P.x;
　　Q.y=P.y;
　}
　for(i=1;i
　{
　　R[m_N-i].x=Q[m_N-1].x;
　　R[m_N-i].y=Q[m_N-1].y;
　　for(j=m_N-1;j>=i;j--)
　　{
　　　Q[j].x=(Q[j-1].x+Q[j].x)/double(2);
　　　Q[j].y=(Q[j-1].y+Q[j].y)/double(2);
　　}
　}
　R[0].x=Q[m_N-1].x;
　R[0].y=Q[m_N-1].y;
　bezier_generation(Q,level);
　bezier_generation(R,level);
}
void CBezierCurve::myPolygon()
{
　glBegin(GL_LINE_STRIP); //畫出連線段
　glColor3f(0.2f,0.4f,0.4f);
　for(int i=0;i
　{
　　glVertex2d(m_Vertex.x,m_Vertex.y);
　}
　glEnd();//結束畫連線段
}

本文轉自
http://baike.baidu.com/view/9222.htm ;i++)>;i++)>