OpenGL入门-3-绘制多边形
多边形
（1）多边形的两面以及绘制方式。
虽然我们目前还没有真正的使用三维坐标来画图，但是建立一些三维的概念还是必要的。
从三维的角度来看，一个多边形具有两个面。每一个面都可以设置不同的绘制方式：填充、只绘制边缘轮廓线、只绘制顶点，其中“填充”是默认的方式。
可以为两个面分别设置不同的方式。
glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL); // 设置正面为填充方式
glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE); // 设置反面为边缘绘制方式
glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_POINT); // 设置两面均为顶点绘制方式
（2）反转
一般约定为“顶点以逆时针顺序出现在屏幕上的面”为“正面”，另一个面即成为“反面”。
但也有一些表面比较特殊。例如“麦比乌斯带”（请自己Google一下），可以全部使用“正面”或全部使用“背面”来表示。
可以通过glFrontFace函数来交换“正面”和“反面”的概念。
glFrontFace(GL_CCW); // 设置CCW方向为“正面”，CCW即CounterClockWise，逆时针
glFrontFace(GL_CW); // 设置CW方向为“正面”，CW即ClockWise，顺时针
下面是一个示例程序，请用它替换第一课中的myDisplay函数，并将glFrontFace(GL_CCW)修改为glFrontFace(GL_CW)，并观察结果的变化。
void myDisplay(void)
{glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL); // 设置正面为填充模式glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE); // 设置反面为线形模式glFrontFace(GL_CW); // 设置顺时针方向为正面，默认为逆时针GL_CCWglBegin(GL_POLYGON); // 按逆时针绘制一个正方形，在左下方glVertex2f(-0.5f, -0.5f);glVertex2f(0.0f, -0.5f);glVertex2f(0.0f, 0.0f);glVertex2f(-0.5f, 0.0f);glEnd();glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);glBegin(GL_POLYGON); // 按顺时针绘制一个正方形，在右上方glVertex2f(0.0f, 0.0f);glVertex2f(0.0f, 0.5f);glVertex2f(0.5f, 0.5f);glVertex2f(0.5f, 0.0f);glEnd();glFlush();
}
（3）剔除多边形表面
在三维空间中，一个多边形虽然有两个面，但我们无法看见背面的那些多边形，而一些多边形虽然是正面的，但被其他多边形所遮挡。如果将无法看见的多边形和可见的多边形同等对待，无疑会降低我们处理图形的效率。在这种时候，可以将不必要的面剔除。
首先，使用glEnable(GL_CULL_FACE);来启动剔除功能（使用glDisable(GL_CULL_FACE)可以关闭之）
然后，使用glCullFace来进行剔除。
glCullFace的参数可以是GL_FRONT，GL_BACK或者GL_FRONT_AND_BACK，分别表示剔除正面、剔除反面、剔除正反两面的多边形。
注意：剔除功能只影响多边形，而对点和直线无影响。例如，使用glCullFace(GL_FRONT_AND_BACK)后，所有的多边形都将被剔除，所以看见的就只有点和直线。
下面画两个面一条线一个点测试一下：
void myDisplay(void)
{glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL); // 设置正面为填充模式glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE); // 设置反面为线形模式glFrontFace(GL_CW); // 设置顺时针方向为正面，默认为逆时针GL_CCWglBegin(GL_POLYGON); // 按逆时针绘制一个正方形，在左下方glVertex2f(-0.5f, -0.5f);glVertex2f(0.0f, -0.5f);glVertex2f(0.0f, 0.0f);glVertex2f(-0.5f, 0.0f);glEnd();glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);glBegin(GL_POLYGON); // 按顺时针绘制一个正方形，在右上方glVertex2f(0.0f, 0.0f);glVertex2f(0.0f, 0.5f);glVertex2f(0.5f, 0.5f);glVertex2f(0.5f, 0.0f);glEnd();//画一个点测试一下，剔除面不会影响点和线glPointSize(10);glBegin(GL_POINTS);glVertex2f(-0.5f, 0.5f);glEnd();glLineWidth(4);glBegin(GL_LINES);glVertex2f(-0.7f, 0.3f);glVertex2f(-0.6f, -0.5f);glEnd();glEnable(GL_CULL_FACE);//启动剔除功能（使用glDisable(GL_CULL_FACE)可以关闭之）glCullFace(GL_FRONT_AND_BACK);glFlush();
}开始的图是这样，右边为剔除后的效果
（4）镂空多边形
直线可以被画成虚线，而多边形则可以进行镂空。
首先，使用glEnable(GL_POLYGON_STIPPLE);来启动镂空模式（使用glDisable(GL_POLYGON_STIPPLE)可以关闭之）。
然后，使用glPolygonStipple来设置镂空的样式。
void glPolygonStipple(const GLubyte *mask);
其中的参数mask指向一个长度为128字节的空间，它表示了一个32*32的矩形应该如何镂空。其中：第一个字节表示了最左下方的从左到右（也可以是从右到左，这个可以修改）8个像素是否镂空（1表示不镂空，显示该像素；0表示镂空，显示其后面的颜色），最后一个字节表示了最右上方的8个像素是否镂空。
但是，如果我们直接定义这个mask数组，像这样：
static GLubyte Mask[128] =
{0x00, 0x00, 0x00, 0x00, // 这是最下面的一行0x00, 0x00, 0x00, 0x00,0x03, 0x80, 0x01, 0xC0, // 麻0x06, 0xC0, 0x03, 0x60, // 烦0x04, 0x60, 0x06, 0x20, // 的0x04, 0x30, 0x0C, 0x20, // 初0x04, 0x18, 0x18, 0x20, // 始0x04, 0x0C, 0x30, 0x20, // 化0x04, 0x06, 0x60, 0x20, // ，0x44, 0x03, 0xC0, 0x22, // 不0x44, 0x01, 0x80, 0x22, // 建0x44, 0x01, 0x80, 0x22, // 议0x44, 0x01, 0x80, 0x22, // 使0x44, 0x01, 0x80, 0x22, // 用0x44, 0x01, 0x80, 0x22,0x44, 0x01, 0x80, 0x22,0x66, 0x01, 0x80, 0x66,0x33, 0x01, 0x80, 0xCC,0x19, 0x81, 0x81, 0x98,0x0C, 0xC1, 0x83, 0x30,0x07, 0xE1, 0x87, 0xE0,0x03, 0x3F, 0xFC, 0xC0,0x03, 0x31, 0x8C, 0xC0,0x03, 0x3F, 0xFC, 0xC0,0x06, 0x64, 0x26, 0x60,0x0C, 0xCC, 0x33, 0x30,0x18, 0xCC, 0x33, 0x18,0x10, 0xC4, 0x23, 0x08,0x10, 0x63, 0xC6, 0x08,0x10, 0x30, 0x0C, 0x08,0x10, 0x18, 0x18, 0x08,0x10, 0x00, 0x00, 0x08 // 这是最上面的一行
};这样一堆数据非常缺乏直观性，我们需要很费劲的去分析，才会发现它表示的竟然是一只苍蝇。
如果将这样的数据保存成图片，并用专门的工具进行编辑，显然会方便很多。下面介绍如何做到这一点。
首先，用Windows自带的画笔程序新建一副图片，取名为mask.bmp，注意保存时，应该选择“单色位图”。在“图象”->“属性”对话框中，设置图片的高度和宽度均为32。
用放大镜观察图片，并编辑之。黑色对应二进制零（镂空），白色对应二进制一（不镂空），编辑完毕后保存。
然后，就可以使用以下代码来获得这个Mask数组了。
static GLubyte Mask[128];
FILE *fp;
fp = fopen("mask.bmp", "rb");
if( !fp )
exit(0);
// 移动文件指针到这个位置，使得再读sizeof(Mask)个字节就会遇到文件结束
// 注意-(int)sizeof(Mask)虽然不是什么好的写法，但这里它确实是正确有效的
// 如果直接写-sizeof(Mask)的话，因为sizeof取得的是一个无符号数，取负号会有问题
if( fseek(fp, -(int)sizeof(Mask), SEEK_END) )
exit(0);
// 读取sizeof(Mask)个字节到Mask
if( !fread(Mask, sizeof(Mask), 1, fp) )
exit(0);
fclose(fp);
好的，现在请自己编辑一个图片作为mask，并用上述方法取得Mask数组，运行后观察效果。
说明：绘制虚线时可以设置factor因子，但多边形的镂空无法设置factor因子。请用鼠标改变窗口的大小，观察镂空效果的变化情况。
#include <GL/freeglut.h>
//本来OpenGL程序一般还要包含<GL/gl.h>和<GL/glu.h>
//但GLUT的头文件中已经自动将这两个文件包含了，不必再次包含。
#include <iostream>
using namespace std;
//static GLubyte Mask[128] =
//{
// 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, // 这是最下面的一行
// 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
// 0x03, 0x80, 0x01, 0xC0, // 麻
// 0x06, 0xC0, 0x03, 0x60, // 烦
// 0x04, 0x60, 0x06, 0x20, // 的
// 0x04, 0x30, 0x0C, 0x20, // 初
// 0x04, 0x18, 0x18, 0x20, // 始
// 0x04, 0x0C, 0x30, 0x20, // 化
// 0x04, 0x06, 0x60, 0x20, // ，
// 0x44, 0x03, 0xC0, 0x22, // 不
// 0x44, 0x01, 0x80, 0x22, // 建
// 0x44, 0x01, 0x80, 0x22, // 议
// 0x44, 0x01, 0x80, 0x22, // 使
// 0x44, 0x01, 0x80, 0x22, // 用
// 0x44, 0x01, 0x80, 0x22,
// 0x44, 0x01, 0x80, 0x22,
// 0x66, 0x01, 0x80, 0x66,
// 0x33, 0x01, 0x80, 0xCC,
// 0x19, 0x81, 0x81, 0x98,
// 0x0C, 0xC1, 0x83, 0x30,
// 0x07, 0xE1, 0x87, 0xE0,
// 0x03, 0x3F, 0xFC, 0xC0,
// 0x03, 0x31, 0x8C, 0xC0,
// 0x03, 0x3F, 0xFC, 0xC0,
// 0x06, 0x64, 0x26, 0x60,
// 0x0C, 0xCC, 0x33, 0x30,
// 0x18, 0xCC, 0x33, 0x18,
// 0x10, 0xC4, 0x23, 0x08,
// 0x10, 0x63, 0xC6, 0x08,
// 0x10, 0x30, 0x0C, 0x08,
// 0x10, 0x18, 0x18, 0x08,
// 0x10, 0x00, 0x00, 0x08 // 这是最上面的一行
//};
void myDisplay(void)
{static GLubyte Mask[128];FILE* fp;fp = fopen("mask.bmp", "rb");if (!fp)exit(0);if (fseek(fp, -(int)sizeof(Mask), SEEK_END))exit(0);if (!fread(Mask, sizeof(Mask), 1, fp))exit(0);fclose(fp);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glEnable(GL_POLYGON_STIPPLE);//启动镂空模式（使用glDisable(GL_POLYGON_STIPPLE)可以关闭之）。glPolygonStipple(Mask);glRectf(-0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f); // 在左下方绘制一个有镂空效果的正方形glDisable(GL_POLYGON_STIPPLE);glRectf(0.0f, 0.0f, 0.5f, 0.5f); // 在右上方绘制一个无镂空效果的正方形glFlush();
}int main(int argc, char* argv[])
{glutInit(&argc, argv); //对GLUT进行初始化，这个函数必须在其它的GLUT使用之前调用一次。//其格式比较死板，一般照抄这句glutInit(&argc, argv)就可以了。glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);//设置显示方式，其中GLUT_RGB表示使用RGB颜色，//与之对应的还有GLUT_INDEX（表示使用索引颜色）。//GLUT_SINGLE表示使用单缓冲，与之对应的还有GLUT_DOUBLE（使用双缓冲）。glutInitWindowPosition(0, 0);glutInitWindowSize(400, 400);glutCreateWindow("第一个OpenGL程序");//根据前面设置的信息创建窗口。参数将被作为窗口的标题。//注意：窗口被创建后，并不立即显示到屏幕上。需要调用glutMainLoop才能看到窗口。glutDisplayFunc(&myDisplay);//调用显示函数glutMainLoop();//不断循环return 0;
}左图时显示结果，有图为mask图像
小结
本课学习了绘制几何图形的一些细节：
1、点可以设置大小。
2、直线可以设置宽度；可以将直线画成虚线。
3、多边形的两个面的绘制方法可以分别设置；在三维空间中，不可见的多边形可以被剔除；可以将填充多边形绘制成镂空的样式。
了解这些细节会使我们在一些图象绘制中更加得心应手。
另外，把一些数据写到程序之外的文件中，并用专门的工具编辑之，有时可以显得更方便。
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