OpenGL教程之新手必读(很强大)

1译者的话：NeHe的教程一共有30多课，内容翔实，并且不断更新。国内的网站实在应该向他们学习。令人惊讶的是，NeHe提供的例程源码几乎都有跨平台的不同编译版本，涉及从VisualC++、BorlandC++、VisualBasic、MacOSX/GLUT、Linux/GLX、CodeWarrior、Delphi、C++Builder、MASM、ASM、MingW32&Allegro以及Python等等的不同平台下的多种编译器。这在国内市场上的百元大书中似乎也未曾见到。关于OpenGL，是最早由SGI开发的跨平台的工业标准的3D图形硬件的软件接口，与微软的DirectX所鼎立，不必我来多吹。由于CKER只是业余水准，关于OpenGL的专用术语的翻译难免有错误和不妥之处，请多加指正。另外，要想流畅的运行例程，您的爱机应该够劲，内存应该够大，还要支持3D硬件加速的显卡。第一课的内容有些简单，但这是NeHe几乎所有的OpenGl例程的框架。他有太废话，但看看不会错的。原文：Lesson1:SettingUpOpenGLInWindows译者：CKER欢迎来到我的OpenGL教程。我是个对OpenGL充满激情的普通男孩。我第一次听说OpenGL是3Dfx发布Voodoo1卡的OpenGL硬件加速驱动的时候。我立刻意识到OpenGL是那种必须学习的东西。不幸的是当时很难从书本或网络上找到关于OpenGL的讯息。我花了N个小时来调试自己书写的代码，甚至在IRC和e-Mail上花更多的时间来恳求别人帮忙。但我发现那些懂得OpenGL高手们保留了他们的精华，对共享知识也不感兴趣。实在让人灰心。我创建这个网站的目的是为了帮助那些对OpenGL有兴趣却又需要帮助的人。在我的每个教程中，我都会尽可能详细的来解释每一行代码的作用。我会努力让我的代码更简单（您无需学习MFC代码）。就算您是个VC、OpenGL的绝对新手也应该可以读通代码，并清楚的知道发生了什么。我的站点只是许多提供OpenGL教程的站点中的一个。如果您是OpenGL的高级程序员的话，我的站点可能太简单了，但如果您才开始的话，我想这个站点会教会您许多东西。教程的这一节在2000年一月彻底重写了一遍。将会教您如何设置一个OpenGL窗口。它可以只是一个窗口或是全屏幕的、可以任意大小、任意色彩深度。此处的代码很稳定且很强大，您可以在您所有的OpenGL项目中使用。我所有的教程都将基于此节的代码。所有的错误都有被报告。所以应该没有内存泄漏，代码也很容易阅读和修改。感谢FredricEchols对代码所做的修改。现在就让我们直接从代码开始吧。第一件事是打开VC然后创建一个新工程。如果您不知道如何创建的话，您也许不该学习OpenGL，而应该先学学VC。文末可供下载的代码是VC++6.0的。某些版本的VC需要将bool改成BOOL，true改成TRUE，false改成FALSE，请自行修改。我用VC4和VC5编译过这些代码，没有发现问题。在您创建一个新的Win32程序（不是console控制台程序）后，您还需要链接OpenGL库文件。在VC中操作如下：ProjectSettings，然后单击LINK标签。在“Object/LibraryModules”选项中的开始处（在kernel32.lib前）增2加OpenGL32.lib、GLu32.lib及GLaux.lib后单击OK按钮。现在可以开始写您的OpenGL程序了。代码的前4行包括了我们使用的每个库文件的头文件。如下所示：#includewindows.h//Windows的头文件#includegl\gl.h//OpenGL32库的头文件#includegl\glu.h//GLu32库的头文件#includegl\glaux.h//GLaux库的头文件接下来您需要设置您计划在您的程序中使用的所有变量。本节中的例程将创建一个空的OpenGL窗口，因此我们暂时还无需设置大堆的变量。余下需要设置的变量不多，但十分重要。您将会在您以后所写的每一个OpenGL程序中用到它们。第一行设置的变量是着色描述表（RenderingContext）。每一个OpenGL都被连接到一个着色描述表上。着色描述表将所有的OpenGL调用命令连接到设备描述表（DeviceContext）上。我将OpenGL的着色描述表定义为hRC。要让您的程序能够绘制窗口的话，还需要创建一个设备描述表，也就是第二行的内容。Windows的设备描述表被定义为hDC。DC将窗口连接到图形设备接口GDI（GraphicsDeviceInterface）。而RC将OpenGL连接到DC。第三行的变量hWnd将保存由Windows给我们的窗口指派的句柄。最后，第四行为我们的程序创建了一个Instance（实例）。HGLRChRC=NULL;//永久着色描述表HDChDC=NULL;//私有GDI设备描述表HWNDhWnd=NULL;//保存我们的窗口句柄HINSTANCEhInstance;//保存程序的实例下面的第一行设置一个用来监控键盘动作的数组。有许多方法可以监控键盘的动作，但这里的方法很可靠，并且可以处理多个键同时按下的情况。active变量用来告知程序窗口是否处于最小化的状态。如果窗口已经最小化的话，我们可以做从暂停代码执行到退出程序的任何事情。我喜欢暂停程序。这样可以使得程序不用在后台保持运行。fullscreen变量的作用相当明显。如果我们的程序在全屏状态下运行，fullscreen的值为TRUE，否则为FALSE。这个全局变量的设置十分重要，它让每个过程都知道程序是否运行在全屏状态下。3boolkeys[256];//用于键盘例程的数组boolactive=TRUE;//窗口的活动标志，缺省为TRUEboolfullscreen=TRUE;//全屏标志缺省设定成全屏模式现在我们需要先定义WndProc()。必须这么做的原因是CreateGLWindow()有对WndProc()的引用，但WndProc()在CreateGLWindow()之后才出现。在C语言中，如果我们想要访问一个当前程序段之后的过程和程序段的话，必须在程序开始处先申明所要访问的程序段。所以下面的一行代码先行定义了WndProc()，使得CreateGLWindow()能够引用WndProc()。LRESULTCALLBACKWndProc(HWND,UINT,WPARAM,LPARAM);//WndProc的定义下面的代码的作用是重新设置OpenGL场景的大小，而不管窗口的大小是否已经改变（假定您没有使用全屏模式）。甚至您无法改变窗口的大小时（例如您在全屏模式下），它至少仍将运行一次—在程序开始时设置我们的透视图。OpenGL场景的尺寸将被设置成它显示时所在窗口的大小。GLvoidReSizeGLScene(GLsizeiwidth,GLsizeiheight)//重置并初始化GL窗口大小{if(height==0)//防止被零除{height=1;//将Height设为1}glViewport(0,0,width,height);//重置当前的视口(Viewport)下面几行为透视图设置屏幕。意味着越远的东西看起来越小。这么做创建了一个现实外观的场景。此处透视按照基于窗口宽度和高度的45度视角来计算。0.1f，100.0f是我们在场景中所能绘制深度的起点和终点。glMatrixMode(GL_PROJECTION)指明接下来的两行代码将影响投影矩阵（projectionmatrix）。投影矩阵负责为我们的场景增加透视。glLoadIdentity()近似于重置。它将所选的矩阵状态恢复成其原始状态。调用glLoadIdentity()之后我们为场景设置透视图。glMatrixMode(GL_MODELVIEW)指明任何新的变换将会影响模型观察矩阵（modelviewmatrix）。模型观察矩阵中存放了我们的物体讯息。最后我们重置模型观察矩阵。如果您还不能理解这些术语的含义，请别着急。在以后的教程里，我会向大家解释。只要知道如果您想获得一个精彩的透视场景的话，必须这么做。4glMatrixMode(GL_PROJECTION);//选择投影矩阵glLoadIdentity();//重置投影矩阵//计算窗口的外观比例gluPerspective(45.0f,(GLfloat)width/(GLfloat)height,0.1f,100.0f);glMatrixMode(GL_MODELVIEW);//选择模型观察矩阵glLoadIdentity();//重置模型观察矩阵}接下的代码段中，我们将对OpenGL进行所有的设置。我们将设置清除屏幕所用的颜色，打开深度缓存，启用阴影平滑（smoothshading），等等。这个例程直到OpenGL窗口创建之后才会被调用。此过程将有返回值。但我们此处的初始化没那么复杂，现在还用不着担心这个返回值。intInitGL(GLvoid)//此处开始对OpenGL进行所有设置{下一行启用阴影平滑（smoothshading）。阴影平滑通过多边形精细的混合色彩，并对外部光进行平滑。我将在另一个教程中更详细的解释阴影平滑。glShadeModel(GL_SMOOTH);//启用阴影平滑下一行设置清除屏幕时所用的颜色。如果您对色彩的工作原理不清楚的话，我快速解释一下。色彩值的范围从0.0f到1.0f。0.0f代表最黑的情况，1.0f就是最亮的情况。glClearColor后的第一个参数是红色分量（RedIntensity），第二个是绿色，第三个是蓝色。最大值也是1.0f，代表特定颜色分量的最亮情况。最后一个参数是Alpha值。当它用来清除屏幕的时候，我们不用关心第四个数字。现在让它为0.0f。我会用另一个教程来解释这个参数。通过混合三种原色（红、绿、蓝），您可以得到不同的色彩。希望您在学校里学过这些。因此，当您使用glClearColor(0.0f,0.0f,1.0f,0.0f)，您将用亮蓝色来清除屏幕。如果您用glClearColor(0.5f,0.0f,0.0f,0.0f)的话，您将使用中红色来清除屏幕。不是最亮(1.0f)，也不是最暗(0.0f)。要得到白色背景，您应该将所有的颜色设成最亮(1.0f)。要黑色背景的话，您该将所有的颜色设为最暗(0.0f)。5glClearColor(0.0f,0.0f,0.0f,0.0f);//黑色背景接下来的三行必须做的是关于深度缓存（depthbuffer）的。将深度缓存设想为屏幕后面的层。深度缓存不断的对物体进入屏幕内部有多深进行跟踪。我们本节的程序其实没有真正使用深度缓存，但几乎所有在屏幕上显示3D场景OpenGL程序都使用深度缓存。它的排序决定那个物体先画。这样您就不会将一个圆形后面的正方形画到圆形上来。深度缓存是OpenGL十分重要的部分。glClearDepth(1.0f);//设置深度缓存glEnable(GL_DEPTH_TEST);//启用深度测试glDepthFunc(GL_LEQUAL);//所作深度测试的类型接着告诉OpenGL我们希望进行最好的透视修正。这会十分轻微的影响性能。但使得透视图看起来好一点。glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT,GL_NICEST);//真正精细的透视修正最后，我们返回TRUE。如果我们希望检查初始化是否OK，我们可以查看返回的TRUE或FALSE的值。如果有错误发生的话，您可以加上您自己的代码返回FALSE。目前，我们不管它。returnTRUE;//初始化OK}下一段包括了所有的绘图代码。任何您所想在屏幕上显示的东东都将在此段代码中出现。以后的每个教程中我都会在例程的此处增加新的代码。如果您对OpenGL已经有所了解的话，您可以在glLoadIdentity()调用之后，返回TRUE值之前，试着添加一些OpenGL代码来创