OpenGL学习笔记：画点、直线和多边形（第一讲）

我的运行环境：

CentOS7
g++ (GCC) 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-16)
OpenGL实现厂商的名字：VMware, Inc.
渲染器标识符：Gallium 0.4 on llvmpipe (LLVM 3.9, 256 bits)
OpenGL实现的版本号：2.1 Mesa 17.0.1
OGLU工具库版本：1.3

在OpenGL中指定顶点，OpenGL提供了一系列函数。它们都以glVertex开头，后面跟一个数字和1~2个字母。

例如：

glVertex2d
glVertex2f
glVertex3f
glVertex3fv

数字表示参数的个数，2表示有两个参数，3表示三个，4表示四个（我知道有点罗嗦~）。
字母表示参数的类型，
s表示16位整数（OpenGL中将这个类型定义为GLshort），
i表示32位整数（OpenGL中将这个类型定义为GLint和GLsizei），
f表示32位浮点数（OpenGL中将这个类型定义为GLfloat和GLclampf），
d表示64位浮点数（OpenGL中将这个类型定义为GLdouble和GLclampd）。
v表示传递的几个参数将使用指针的方式，见下面的例子。
这些函数除了参数的类型和个数不同以外，功能是相同的。

例如，以下五个代码段的功能是等效的：

（一）glVertex2i(1, 3);
（二）glVertex2f(1.0f, 3.0f);
（三）glVertex3f(1.0f, 3.0f, 0.0f);
（四）glVertex4f(1.0f, 3.0f, 0.0f, 1.0f);
（五）GLfloat VertexArr3[] = {1.0f, 3.0f, 0.0f}; glVertex3fv(VertexArr3);

假设现在我已经指定了若干顶点，那么OpenGL是如何知道我想拿这些顶点来干什么呢？是一个一个的画出来，还是连成线？或者构成一个多边形？或者做其它什么事情？为了解决这一问题，OpenGL要求：指定顶点的命令必须包含在glBegin函数之后，glEnd函数之前（否则指定的顶点将被忽略）。并由glBegin来指明如何使用这些点。

例如：

glBegin(GL_POINTS);
glVertex2f(0.0f, 0.0f);
glVertex2f(0.5f, 0.0f);
glEnd();

则这两个点将分别被画出来。
如果将GL_POINTS替换成GL_LINES，则两个点将被认为是直线的两个端点，OpenGL将会画出一条直线。我们还可以指定更多的顶点，然后画出更复杂的图形。

另一方面，glBegin支持的方式除了GL_POINTS和GL_LINES，还有GL_LINE_STRIP，GL_LINE_LOOP，GL_TRIANGLES，GL_TRIANGLE_STRIP，GL_TRIANGLE_FAN等，每种方式的大致效果见下图：

声明：该图片来自www.opengl.org，该图片是《OpenGL编程指南》一书的附图，由于该书的旧版（第一版，1994年）已经流传于网络，我希望没有触及到版权问题。

下面简单给出源代码：

/*** 《OpenGL入门教程》*               点、直线和多边形*/
#include <GL/glut.h>
#include <math.h>
const int n = 200;
const float R = 0.5;
const float Pi = 3.1415926536;/*画一个圆*/
void myDisplay1(void)
{ int i; float x,y;glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glBegin(GL_POLYGON); for(i=0; i<n; ++i) {x = R*cos(2*Pi/n*i);y = R*sin(2*Pi/n*i);glVertex2f(x, y); }glEnd(); glFlush();
}
/*画一个五角星*/
/* 首先，根据余弦定理列方程，
计算五角星的中心到顶点的距离a （假设五角星对应正五边形的边长为.0）
a = 1 / (2-2*cos(72*Pi/180));
然后，根据正弦和余弦的定义，计算B的x坐标bx和y坐标by，
以及C的y坐标 （假设五角星的中心在坐标原点）
bx = a * cos(18 * Pi/180);
by = a * sin(18 * Pi/180);
cy = -a * cos(18 * Pi/180);
五个点的坐标就可以通过以上四个量和一些常数简单的表示出来 */
void myDisplay2(void)
{ GLfloat a = 1 / (2-2*cos(72*Pi/180)); GLfloat bx = a * cos(18 * Pi/180); GLfloat by = a * sin(18 * Pi/180); GLfloat cy = -a * cos(18 * Pi/180); GLfloat PointA[2] = { 0, a },PointB[2] = { bx, by }, PointC[2] = { 0.5, cy }, PointD[2] = { -0.5, cy }, PointE[2] = { -bx, by };glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);// 按照A->C->E->B->D->A的顺序，可以一笔将五角星画出 glBegin(GL_LINE_LOOP);glVertex2fv(PointA); glVertex2fv(PointC); glVertex2fv(PointE); glVertex2fv(PointB); glVertex2fv(PointD); glEnd(); glFlush();
}/*画出正弦函数的图形 */
/* 由于OpenGL默认坐标值只能从-1到1，
（可以修改，但方法留到以后讲） 所以我们设置一个因子factor，
把所有的坐标值等比例缩小， 这样就可以画出更多个正弦周期
试修改factor的值，观察变化情况 */
const GLfloat factor = 0.1f;
void myDisplay3(void)
{ GLfloat x; glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glBegin(GL_LINES); glVertex2f(-1.0f, 0.0f); glVertex2f(1.0f, 0.0f); // 以上两个点可以画x轴 glVertex2f(0.0f, -1.0f); glVertex2f(0.0f, 1.0f); // 以上两个点可以画y轴 glEnd(); glBegin(GL_LINE_STRIP); for(x=-1.0f/factor; x<1.0f/factor; x+=0.01f) { glVertex2f(x*factor, sin(x)*factor); } glEnd(); glFlush();
}int main(int argc, char *argv[])
{ /*初始化*/glutInit(&argc, argv); /*设置显示方式：RGB颜色，单缓冲*/glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE); /*设置在窗口的中心位置*/glutInitWindowPosition(100, 100); /*设置窗口大小*/glutInitWindowSize(200, 200); /*创建窗口*/glutCreateWindow("Paint1"); /*设置一个函数*/glutDisplayFunc(&myDisplay1); /*创建窗口*/glutCreateWindow("Paint2"); /*设置一个函数*/glutDisplayFunc(&myDisplay2); /*创建窗口*/glutCreateWindow("Paint3"); /*设置一个函数*/glutDisplayFunc(&myDisplay3); /*进行一个消息循环*/glutMainLoop(); return 0;
}

编译与运行：

$ make
gcc test.c -lGL -lglut -lGLU -lXmu -Bstatic -Bdyanmic -lm
./a.out

最终会跳出三个窗口，分别画出一个圆形，一个五角星和一个正弦函数：

代码以及内容来自《OpenGL入门教程(精)》，如有侵权，请联系删除。

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