Основы работы с библиотекой OpenGL

<префикс><команда><размерность><тип>(список аргументов);

Например, для установки цвета вывода могут использоваться функции:

glColor3f(1.f, 1.f, 1.f);
glColor4d(1., 0., 0., 1.);

а для установки порта вывода:

glViewport(0, 0, width, height);


Библиотека OpenGL также имеет свою систему типов данных:

OpenGL не содержит каких-либо функций для управления окнами, пользовательским интерфейсом или вводом/выводом. Каждая операционная система должна предоставлять дополнительную библиотеку для инициализации и отображения результата выполнения OpenGL-команд в окна.

Работа с OpenGL при помощи GLUT

Процедцра создания и подготовки окна к OpenGL-визуализации состоит из нескольких этапов. Прежде всего необходимо научиться самому основному - это созданию окна, в котором можно будет рисовать с помощью OpenGL. Минимальная программа, которая создает окно и что-нибудь рисует там состоит из следующих шагов:

1. Инициализация GLUT.
2. Установка параметров окна.
3. Создание окна.
4. Установка функций, отвечающих за рисование в окне и изменении формы окна.
5. Вход в главный цикл GLUT.

(1) Инициализация GLUT

Инициализация GLUT производится командой:

void glutInit(int *argcp, char **argv);

Первый параметр представляет из себя указатель на количество аргументов в командной строке, а второй - указатель на массив аргументов. Обычно эти значения берутся из главной функции программы. Ведь общий вид прототипа функции:

int main(int argc, char *argv[]);

(2) Установка параметров окна

Установка параметров окна содержит в себе несколько этапов. Прежде всего необходимо указать размеры окна:

void glutInitWindowSize(int width, int height);

Первый параметр width - ширина окна в пикселях, второй height - высота окна в пикселях. Отмечу также, что если эту команду опустить, то GLUT сам установит размеры окна по умолчанию, обычно это 300x300.

Далее можно задать положение создаваемого окна относительно верхнего левого угла экрана. Делается это командой:

void glutInitWindowPosition(int x, int y);

Необходимо также установить для окна режим отображения информации. Т.е. установить для окна такие параметры как: используемая цветовая модель, количество различных буферов, и т.д. Для этого в GLUT существует команда:

void glutInitDisplayMode(unsigned int mode);

У команды имеется единственный параметр, который может быть представлен одной из следующих констант или комбинацией этих констант с помощью побитового ИЛИ.

Вот пример использования этой команды:

void glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_DOUBLE);

(3) Создание окна

После того как окно установлено необходимо его создать.

int glutCreateWindow(const char *title);

Эта команда создаёт окно с заголовком, который вы укажете в качестве параметра и возвращает HANDLER окна в виде числа int. Этот HANDLER обычно используется для последующих операций над этим окном, таких как изменение параметров окна и закрытие окна.

(4) Установка функций обратного вызова

Установка функций, отвечающих за рисование в окне и изменении формы окна. После того, как окно, в которое будет выводится или как говорят "рендерится" графическая информация, подготовлено и создано, необходимо связать с ним процедуры, которые будут отвечать за вывод графической информации, следить за размерами окна, следить за нажатиями на клавиши и т.д. Самая первая и самая необходимая функция которую мы рассмотрим, отвечает за рисование. Именно она всегда будет вызываться операционной системой, чтобы нарисовать (перерисовать) содержимое окна. Итак, задаётся эта функция командой:

void glutDisplayFunc(void (*func)(void));

Единственный параметр этой функции - это указатель на функцию, которая будет отвечать за рисование в окне. Например чтобы функция void Draw(void), определенная в вашей программе отвечала за рисование в окне, надо присоединить ее к GLUT следующим образом:

glutDisplayFunc(Draw);

С другой стороны, вы сами можете заставить систему перерисовать окно, это нужно например тогда, когда вы изменили состояния объектов или изменили их внешность, то вам понадобится перерисовать содержимое окна, чтобы отобразить сделанные изменения. Поэтому в GLUT существует специальная функция glutPostRedisplay(), которая заставляет систему перерисовать текущее окно.

И ещё одна функция, которая по моему мнению является важной - это функция, которая отслеживает изменения окна. Как только у окна изменились размеры, необходимо перестроить вывод графической информации уже в новое окно с другими размерами. Если этого не сделать, то например увеличив размеры окна, вывод информации будет производиться в старую область окна, с меньшими размерами. Определить функцию, отвечающую за изменение размеров окна нужно следующей командой:

void glutReshapeFunc(void (*func)(int width, int height));

Единственный параметр - это указатель на функцию, отвечающую за изменение размеров окна, которая как видно должна принимать два параметра width и height, соответственно ширина и высота нового (измененного) окна.

(5) Вход в главный цикл GLUT

Вход в главный цикл GLUT. Ну и последнее, что необходимо сделать, чтобы запустить нашу программу - это войти в так называемый главный цикл GLUT. Этот цикл запускает на выполнение так называемое сердце GLUT, которое обеспечивает взаимосвязь между операционной системой и теми функциями, которые отвечают за окно, получают информацию от устройств ввода/вывода. Для того, чтобы перейти в главный цикл GLUT, надо выполнить единственную команду:

void glutMainLoop(void);

Пример программы с использованием GLUT

#include <gl/glut.h>
#include <math.h>

//Функция изменения размеров и установки координат
void Reshape(int width, int height)
{
//Установка порта вывода
    glViewport(0, 0, width, height);

//Режим матрицы проекций
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
//Единичная матрица
    glLoadIdentity();

//Установка двумерной ортографической системы координат
    gluOrtho2D(-50., 50., -50., 50.);

//Режим видовой матрицы
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
}

//Функция визуализации
void Draw(void)
{
//Очистка цветового буфера
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

//Установка цвета отображения
    glColor3d(1.0, 1.0, 0.0);

//Рисование осей
    glBegin(GL_LINES);
//Установка вершин
        glVertex2d(-40., .0);
        glVertex2d(40., .0);
        glVertex2d(.0, -40.);
        glVertex2d(.0, 40.);
//Завершить рисование осей
    glEnd();

//Установка цвета отображения ломаной
    glColor3d(0.0, 1.0, 1.0);

//Рисование ломаной линии
    glBegin(GL_LINE_STRIP);

    double x,y;
    for(double fi=0; fi<20.*acos(0.); fi+=2.*acos(0.)/20.)
    {
    //Вычисление координат
        x=fi*cos(fi);
        y=fi*sin(fi);

    //Установка вершины ломаной
        glVertex2d(x, y);
    }

//Завершить рисование ломанной
    glEnd();

//Завершить выполнение команд
    glFlush();
}

int main(int argc, char *argv[])
{
//Инициализация GLUT
    glutInit(&argc, argv);
//Задание размеров окна
    glutInitWindowSize(400, 300);
//Задание положения окна
    glutInitWindowPosition(100, 100);

//Инициализация режимов
    glutInitDisplayMode(GLUT_RGB);
//Задание заголовка окна
    glutCreateWindow("Whirlpool");

//Определить функцию изменения размеров
    glutReshapeFunc(Reshape);
//Определить функцию перерисовки
    glutDisplayFunc(Draw);

//Определить цвет очистки
    glClearColor(0, 0, 0, 1);

//Вход в главный цикл GLUT
    glutMainLoop();

    return 0;
}