OpenGL的库函数介绍

OpenGL的库函数介绍开发基于OpenGL的应用程序，必须先了解OpenGL的库函数。OpenGL库函数的命名方式非常有规律。所有OpenGL函数采用了以下格式：库前缀根命令可选的参数个数可选的参数类型库前缀有gl、glu、aux、glut、wgl、glx、agl等等，分别表示该函数属于OpenGL那个开发库。从函数名后面中还可以看出需要多少个参数以及参数的类型。I代表int型，f代表float型，d代表double型，u代表无符号整型。例如：glVertex3fv()表示了该函数属于gl库，参数是三个float型参数指针。我们用glVertex*()来表示这一类函数。OpenGL函数库相关的API有核心库(gl)、实用库(glu)、辅助库(aux)、实用工具库(glut)、窗口库(glx、agl、wgl)和扩展函数库等。从下图可以看出，核心库(gl)是核心，实用库(glu)是对gl的部分封装。窗口库(glx、agl、wgl)是针对不同窗口系统的函数。实用工具库(glut)是跨平台的OpenGL程序的工具包，比aux功能强大。扩展函数库是硬件厂商为实现硬件更新利用OpenGL的扩展机制开发的函数。下面逐一对这些库进行详细介绍。1．OpenGL核心库(GL)核心库包含有115个函数，函数名的前缀为gl。这部分函数用于常规的、核心的图形处理。由于许多函数可以接收不同数据类型的参数，因此派生出来的函数原形多达300多个。核心库在Windows平台上的头文件为“GL.H”，库文件为“OPENGL32.LIB”，动态链接库为“OPENGL32.DLL”。核心库可以在所有的OpenGL平台上运行。核心库中的函数主要分为以下几类：基本几何图元的绘制函数：glBegain()、glEnd()、glNormal*()、glVertex*()；矩阵操作、几何变换和投影变换的函数：如矩阵入栈函数glPushMatrix()，矩阵出栈函数glPopMatrix()，装载矩阵函数glLoadMatrix()，矩阵相乘函数glMultMatrix()，当前矩阵函数glMatrixMode()和矩阵标准化函数glLoadIdentity()，几何变换函数glTranslate*()、glRotate*()和glScale*()，投影变换函数glOrtho()、glFrustum()和视口变换函数glViewport()；颜色、光照和材质的函数：如设置颜色模式函数glColor*()、glIndex*()，设置光照效果的函数glLight*()、glLightModel*()和设置材质效果函数glMaterial()；显示列表函数：主要有创建、结束、生成、删除和调用显示列表的函数glNewList()、glEndList()、glGenLists()、glCallList()和glDeleteLists()；纹理映射函数：主要有一维纹理函数glTexImage1D()、二维纹理函数glTexImage2D()、设置纹理参数、纹理环境和纹理坐标的函数glTexParameter*()、glTexEnv*()和glTetCoord*()；特殊效果函数：融合函数glBlendFunc()、反走样函数glHint()和雾化效果glFog*()；光栅化、象素操作函数：如象素位置glRasterPos*()、线型宽度glLineWidth()、多边形绘制模式glPolygonMode()，读取象素glReadPixel()、复制象素glCopyPixel()；选择与反馈函数：主要有渲染模式glRenderMode()、选择缓冲区glSelectBuffer()和反馈缓冲区glFeedbackBuffer()；曲线与曲面的绘制函数：生成曲线或曲面的函数glMap*()、glMapGrid*()，求值器的函数glEvalCoord*()glEvalMesh*()；状态设置与查询函数：glGet*()、glEnable()、glGetError()。2．OpenGL实用库(GLU)实用库包含有43个函数，函数名的前缀为glu。为避免较复杂的绘图必须从点、线、面开始，实用库（Glu）函数通过调用核心库的函数，为开发者提供相对简单的用法来实现一些较为复杂的图形绘制操作，从而减轻繁重的编程工作。实用库Windows平台上的头文件我“GLU.H”，库文件为“GLU32.LIB”，动态链接库为“GLU32.DLL”。实用库可以在所有的OpenGL平台上运行。实用库中的函数主要包括了以下几种：辅助纹理贴图函数：gluScaleImage()、gluBuild1Dmipmaps()、gluBuild2Dmipmaps()；坐标转换和投影变换函数：定义投影方式函数gluPerspective()、gluOrtho2D()、gluLookAt()，拾取投影视景体函数gluPickMatrix()，投影矩阵计算gluProject()和gluUnProject()；多边形镶嵌工具：gluNewTess()、gluDeleteTess()、gluTessCallback()、gluBeginPolygon()、gluTessVertex()、gluNextContour()、gluEndPolygon()；二次曲面绘制工具，主要有绘制球面、锥面、柱面、圆环面gluNewQuadric()、gluSphere()、gluCylinder()、gluDisk()、gluPartialDisk()、gluDeleteQuadric()；非均匀有理B样条绘制工具：主要用来定义和绘制Nurbs曲线和曲面，包括gluNewNurbsRenderer()、gluNurbsCurve()、gluBeginSurface()、gluEndSurface()、gluBeginCurve()、gluNurbsProperty()；错误反馈工具：获取出错信息的字符串gluErrorString()。3．OpenGL辅助库(AUX)已被后面的4取代，可以不看辅助库包含有31个函数，函数名的前缀为aux。这部分函数提供窗口管理、输入输出处理以及绘制一些简单三维物体。创建aux库是为了学习和方便编写OpenGL程序。辅助库不能在所有的OpenGL平台上运行，且Aux库存在windows实现上的错误，容易导致频繁的崩溃，很大程度上已经被glut库取代。辅助库在Windows平台上的头文件为“GLAUX.H”，库文件为“GLAUX.LIB”，动态链接库为“GLAUX.DLL”。OpenGL中的辅助库不能在所有的OpenGL平台上运行。辅助库函数主要包括以下几类：窗口初始化和退出函数：auxInitDisplayMode()和auxInitPosition()；窗口处理和时间输入函数：auxReshapeFunc()、auxKeyFunc()和auxMouseFunc()；颜色索引装入函数：auxSetOneColor()；三维物体绘制函数：包括了两种形式网状体和实心体，如绘制立方体auxWireCube()和auxSolidCube()。这里以网状体为例，长方体auxWireBox()、环形圆纹面auxWireTorus()、圆柱auxWireCylinder()、二十面体auxWireIcosahedron()、八面体auxWireOctahedron()、四面体auxWireTetrahedron()、十二面体auxWireDodecahedron()、圆锥体auxWireCone()和茶壶auxWireTeapot()；背景过程管理函数：auxIdleFunc()；程序运行函数：auxMainLoop()。4．OpenGL工具库(GLUT)工具库包含大约30多个函数，函数名的前缀为glut。glut是不依赖于窗口平台的OpenGL工具包，由MarkKLilgrad在SGI时编写（此人现在任职于Nvidia公司），目的是隐藏不同窗口平台API的复杂度。函数以glut开头，它们作为aux库功能更强的替代品，提供更为复杂的绘制功能。工具库在Windows平台上的头文件为“GLUT.H”，库文件为“GLUT32.LIB”，动态链接库为“GLUT32.DLL”。由于glut中的窗口管理函数是不依赖于运行环境的，因此OpenGL中的工具库可以在X-Window,WindowsNT,OS/2等系统下运行，特别适合于开发不需要复杂界面的OpenGL示例程序。对于有经验的程序员来说，一般先用glut理顺3D图形代码，然后再集成为完整的应用程序。这部分函数主要包括：窗口操作函数：窗口初始化、窗口大小、窗口位置函数等[glutInit()、glutInitDisplayMode()、glutInitWindowSize()、glutInitWindowPosition()]；回调函数：响应刷新消息、键盘消息、鼠标消息、定时器函数[GlutDisplayFunc()、glutPostRedisplay()、glutReshapeFunc()、glutTimerFunc()、glutKeyboardFunc()、glutMouseFunc()]；创建复杂的三维物体：这些和aux库的函数功能相同；菜单函数：创建添加菜单的函数GlutCreateMenu()、glutSetMenu()、glutAddMenuEntry()、glutAddSubMenu()和glutAttachMenu()；程序运行函数：glutMainLoop()。5．Windows专用库(wgl)Windows专用库(wgl)是针对Windows平台窗口的扩展，包含有16个函数，函数名的前缀为wgl。这部分函数主要用于弥补OpenGL在文本方面的不足。Windows专用库只能用于Windows环境中。其头文件、库文件和动态链接库都和WindowsGDI一样，由Windows底层提供，头文件是“WINGDI.h”，只能在Windows平台上运行。这类函数主要包括以下几类：绘图上下文相关函数：wglCreateContext()、wglDeleteContext()、wglGetCurrentDC()、wglGetCurrentContent()、wglDeleteContent()；文字和文本处理函数：wglUseFontBitmaps()、wglUseFontOutlines()；覆盖层、地层和主平面层处理函数：wglCopyContext()、wglCreateLayerPlane()、wglDescribeLayerPlane()、wglReakizeLayerPlatte()；其他函数：wglShareLists()、wglGetProcAddress()。6．X窗口专用库(glx)X窗口专用库是针对Unix和Linux的扩展函数，函数名的前缀为glx。主要包括渲染上下文、绘制图元、显示列表、纹理贴图等。初始化函数：glXQueryExtension()；渲染上下文函数：glXCreateContext()、glXDestroyContext()、glXCopyContext()、glXMakeCurrent()、glXCreateGLXPixmap()；执行函数：glXWaitGL()、glXWaitX()；缓冲区和字体函数：glXSwapBuffers()、glXUseXFont()。7．其他扩展库这些函数可能是新的OpenGL函数，并没有在标准OpenGL库中实现，或者它们是用来扩展已存在的OpenGL函数的功能。和glu、glx和wgl一样，这些OpenGL扩展是由硬件厂商开发的。OpenGL扩展(OpenGLExtention)包含了大量的扩展API函数。随着硬件的更新，硬件厂商首先向SGI申请登记新的扩展，编写规格说明书。然后按照说明书开发扩展程序。只有随着某