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OpenGL函数库  

2009-05-30 14:07:20|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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1.OpenGL核心库

     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。此函数由gl.dll来负责解释执行。由于许多函数可以接收不同数以下几类。据类型的参数,因此派生出来的函数原形多达300多个。

  核心库中的函数主要可以分为以下几类函数:
  (1)绘制基本几何图元的函数。如绘制图元的函数glBegain()、glEnd()、glNormal*()、glVertex*()。
  (2)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()等等。
  (3)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()等等。
  (4)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()。
  (5)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*()等。
  (6)特殊效果函数。融合函数glBlendFunc()、反走样函数glHint()和雾化效果glFog*()。
  (7)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()等。
  (8)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()等。
  (9)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*()。
  (10)状态设置与查询函数。主要有glGet*()、glEnable()、glGetError()等。

2.OpenGL实用库The OpenGL Utility Library (GLU)

  包含有43个函数,函数名的前缀为glu。

  OpenGL提供了强大的但是为数不多的绘图命令,所有较复杂的绘图都必须从点。线、面开始。Glu 为了减轻繁重的编程工作,封装了OpenGL函数,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,实现一些较为复杂的操作。此函数由 glu.dll来负责解释执行。OpenGL中的核心库和实用库可以在所有的OpenGL平台上运行。

  主要包括了以下几种:
  (1)辅助纹理贴图函数,有gluScaleImage() 、gluBuild1Dmipmaps()、gluBuild2Dmipmaps()。
  (2)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()等等。
  (3)多边形镶嵌工具,有gluNewTess()、 gluDeleteTess()、gluTessCallback()、gluBeginPolygon() gluTessVertex()、gluNextContour()、gluEndPolygon()等等。
  (4)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()等等。
  (5)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()等函数。
  (6)错误反馈工具,获取出错信息的字符串gluErrorString()。

 
3.OpenGL辅助库

  包含有31个函数,函数名前缀为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。此函数由glaux.dll来负责解释执行。创建aux库是为了学习和编写 OpenGL程序,它更像是一个用于测试创意的预备基础接管。Aux库在windows实现有很多错误,因此很容易导致频繁的崩溃。在跨平台的编程实例和演示中,aux很大程度上已经被glut库取代。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:
  (1)窗口初始化和退出函数,auxInitDisplayMode()和auxInitPosition()。
  (2)窗口处理和时间输入函数,auxReshapeFunc()、auxKeyFunc()和auxMouseFunc()。
  (3)颜色索引装入函数,auxSetOneColor()。
  (4)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()。
  (5)背景过程管理函数auxIdleFunc()。
  (6)程序运行函数auxMainLoop()。


4.OpenGL工具库 OpenGL Utility Toolkit

  包含大约30多个函数,函数名前缀为glut。

  glut是不依赖于窗口平台的OpenGL工具包,由Mark KLilgrad在SGI编写(现在在Nvidia),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,此函数由glut.dll来负责解释执行。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, Windows NT, 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:
  (1)窗口操作函数,窗口初始化、窗口大小、窗口位置等函数glutInit() glutInitDisplayMode() glutInitWindowSize() glutInitWindowPosition()等。
  (2)回调函数。响应刷新消息、键盘消息、鼠标消息、定时器函数等,GlutDisplayFunc() glutPostRedisplay() glutReshapeFunc() glutTimerFunc() glutKeyboardFunc() glutMouseFunc()。
  (3)创建复杂的三维物体。这些和aux库的函数功能相同。创建网状体和实心体。如glutSolidSphere()、glutWireSphere()等。在此不再叙述。
  (4)菜单函数。创建添加菜单的函数GlutCreateMenu()、glutSetMenu()、glutAddMenuEntry()、glutAddSubMenu() 和glutAttachMenu()。
  (5)程序运行函数,glutMainLoop()。
 

(一)库函数

  开发基于OpenGL的应用程序,必须先了解OpenGL的库函数。它采用C语言风格,提供大量的函数来进行图形的处理和显示。OpenGL图形库一共有100多个函数,它们分别属于OpenGL的基本库、实用库、辅助库等不同的库。

  1、核心库,包含的函数有115个,它们是最基本的函数,其前缀是gl;这部分函数用于常规的、核心的图形处理,由gl.dll来负责解释执行。核心库中的函数可以进一步分为以下几类函数。

  (1)绘制基本几何图元的函数。

glBegain()、glEnd()、glNormal*()、glVertex*()。

  (2)矩阵操作、几何变换和投影变换的函数。

  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()等等。

  (3)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()等等。

  (4)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()等。

  (5)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*()等。

  (6)特殊效果函数。

  融合函数glBlendFunc()、反走样函数glHint()和雾化效果glFog*()。

  (7)光栅化、象素操作函数。

  像素位置glRasterPos*()、线型宽度glLineWidth()、多边形绘制模式glPolygonMode(),读取象素glReadPixel()、复制象素glCopyPixel()等。

  (8)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()等。

  (9)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*()。

  (10)状态设置与查询函数。主要有glGet*()、glEnable()、glGetError()等。

  2、实用库(OpenGL utility library,GLU),包含的函数功能更高一些,如绘制复杂的曲线曲面、高级坐标变换、多边形分割等,共有43个,前缀为glu。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,实现一些较为复杂的操作。此类函数由glu.dll来负责解释执行。主要包括了以下几种:

  (1)辅助纹理贴图函数。

  有gluScaleImage() 、gluBuild1Dmipmaps()、gluBuild2Dmipmaps()等。

  (2)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()等。

  (3)多边形镶嵌工具。

  有gluNewTess()、 gluDeleteTess()、gluTessCallback()、gluBeginPolygon() gluTessVertex()、gluNextContour()、gluEndPolygon()等。

  (4)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()等等。

  (5)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()等函数。

  (6)错误反馈工具。

  获取出错信息的字符串gluErrorString()等。

  3、OpenGL辅助库(OpenGL auxiliarylibrary,GLAUX),包括简单的窗口管理、输入事件处理、某些复杂三维物体绘制等函数,共有31个,前缀为aux。此类函数由glaux.dll来负责解释执行。辅助库函数主要包括以下几类。

  (1)窗口初始化和退出函数。

  auxInitDisplayMode()和auxInitPosition()。

  (2)窗口处理和时间输入函数。

  auxReshapeFunc()、auxKeyFunc()和auxMouseFunc()。

  (3)颜色索引装入函数。

  auxSetOneColor()。

  (4)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()。绘制实心体只要将上述函数中的确"Wire"更换成"Solid"就可以了。

  (5)其他。

  背景过程管理函数auxIdleFunc();程序运行函数auxMainLoop()。

  4、OpenGL工具库(penGL Utility Toolkit)

  包含大约30多个函数,函数名前缀为glut,此函数由glut.dll来负责解释执行。这部分函数主要包括:

  (1)窗口操作函数

  窗口初始化、窗口大小、窗口位置等函数glutInit() glutInitDisplayMode()、glutInitWindowSize() glutInitWindowPosition()等。

  (2)回调函数。

  响应刷新消息、键盘消息、鼠标消息、定时器函数等,GlutDisplayFunc()、glutPostRedisplay()、 glutReshapeFunc()、glutTimerFunc()、glutKeyboardFunc()、 glutMouseFunc()。

  (3)创建复杂的三维物体。这些和aux库的函数功能相同。创建网状体和实心体。如glutSolidSphere()、glutWireSphere()等。

  (4)菜单函数

  创建添加菜单的函数GlutCreateMenu()、glutSetMenu()、glutAddMenuEntry()、glutAddSubMenu() 和glutAttachMenu()。

  (5)程序运行函数。

  glutMainLoop()。

  5、16个WGL函数,专门用于OpenGL和Windows窗口系统的联接,其前缀为wgl,主要用于创建和选择图形操作描述表(renderingcontexts)以及在窗口内任一位置显示字符位图。这类函数主要包括以下几类

  (1)绘图上下文相关函数。

  wglCreateContext()、wglDeleteContext()、wglGetCurrentContent()、wglGetCurrentDC() wglDeleteContent()等。

  (2)文字和文本处理函数。

  wglUseFontBitmaps()、wglUseFontOutlines()。

  (3)覆盖层、地层和主平面层处理函数。

  wglCopyContext()、wglCreateLayerPlane()、 wglDescribeLayerPlane()、wglReakizeLayerPlatte()等。

  (4)其他函数。

  wglShareLists()、wglGetProcAddress()等。

  6、另外,还有五个Win32函数用来处理像素格式(pixel formats)和双缓存。由于它们是对Win32系统的扩展,因此不能应用在其它OpenGL平台上。

  (二)OpenGL数据类型

  与C语言相对应,OpenGL中也有整数、字节、浮点数等数据类型,为了说明两者的对应关系,下表将OpenGL的数据类型与相应的C类型进行了对比:

前缀 数据类型 相应C语言类型 OpenGL类型
b 8-bit integer signed char GLbyte
s 16-bit integer short GLshort
i 32-bit integer long GLint,GLsizei
f 32-bit floating-point float GLfloat,GLclampf
d 64-bit floating-point double GLdouble,GLclampd
ub 8-bit unsigned integer unsigned char GLubyte,GLboolean
us 16-bit unsigned integer unsigned short GLushort
ui 32-bit unsigned integer unsigned long GLuint,GLenum,GLbitfield
                表一、OpenGL数据类型表

  此外,OpenGL也定义GLvoid类型,如果用C语言编写,可以用它替代void类型。

  (三)OpenGL库函数的命名规律

  了解了OpenGL的数据类型,让我们再回过头来看看OpenGL库函数的命名规律。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等等,分别表示该函数属于OpenGL某开发库等,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。注意,有的函数参数类型后缀前带有数字2、3、4。2代表二维,3代表三维,4代表alpha值(以后介绍)。有些OpenGL函数最后带一个字母v,表示函数参数可用一个指针指向一个向量(或数组)来替代一系列单个参数值。下面两种格式都表示设置当前颜色为红色,二者等价。

  glColor3f(1.0,0.0,0.0);等价于:

  float color_array[]={1.0,0.0,0.0};
  glColor3fv(color_array);

  除了以上基本命名方式外,还有一种带"*"星号的表示方法,例如glColor*(),它表示可以用函数的各种方式来设置当前颜色。同理,glVertex*v()表示用一个指针指向所有类型的向量来定义一系列顶点坐标值。

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