在3D空间中绘制四边形

四边形 GL_QUADS

OpenGL的GL_QUADS图元用于绘制四边形，它根据每四个顶点绘制一个四边形。

注意，在使用四边形时，必需记住一个重要规则：一个四边形的四个角必须位于同一个平面中（不存在弯曲的四边形）。如图所示

四边形带 GL_QUAD_STRIP

该图元指定一个连接的四边形带。它们都保持相同方向的环绕。如图所示

通用多边形 GL_POLYGON

我们可以用它绘制任意数量的多边形。与四边形一样，多边形的所有顶点也必须位于同一平面中。如果想越过这个规则，可以采用一种变通的方法，使用GL_TRIANGLE_FAN代替GL_POLYGON。如图所示

多边形的创建规则：

1、第一个规则是所有的多边形都必须是平面的。也就是说，多边形的所有顶点必须位于同一个平面中。在空间中，多边形不能扭曲或弯曲。

2、第二个规则是多边形的边必须不相交，多边形必须是凸的。

注意，OpenGL施加这些限制的原因，是为了使用一些非常快速的算法对多边形进行渲染。

细分和边界

尽管OpenGL只能绘制凸多边形，但我们仍然能够创建非凸的多边形，那就是把两个或多个多边形排列在一起。我们使用OpenGL命令glPolygonMode可以把绘图模式切换到线框模式，这样就能看到组成较大表面区域的每一个较小的三角形。另外，我们还可以通过glEdgeFlag命令来通知OpenGL哪些线段属于边界线（围绕形状边缘的直线），哪些线段不属于边界线（形状内部的直线），这些形状内部的直线将不可见。下面的程序展示了glEdgeFlag函数的用法，当这个函数设置为true时，接下来所有的顶点都将作为多边形边界线的起点，反之则作为形状内部的直线。

/* 程序清单 3-11

* 2014/5/6

#include <glut.h>

#include <math.h>

// 设置渲染状态

void SetupRC()

{

// 设置清除窗口的颜色（黑色背景）

glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);

// 设置绘图颜色为绿色

glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);

}

// 绘制场景（显示回调函数）

void RenderScene()

{

// OpenGL命令，清除颜色缓冲区（使用当前设置的颜色）

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

// OpenGL命令，使用线框模式

glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_LINE);

// 开始绘制三角形

glBegin(GL_TRIANGLES);

glEdgeFlag(false);

glVertex2f(-20.0f, 0.0f);

glEdgeFlag(true);

glVertex2f(20.0f, 0.0f);

glVertex2f(0.0f, 40.0f);

glVertex2f(-20.0f, 0.0f);

glVertex2f(-60.0f, -20.0f);

glEdgeFlag(false);

glVertex2f(-20.0f, -40.0f);

glEdgeFlag(true);

glVertex2f(-20.0f, -40.0f);

glVertex2f(0.0f, -80.0f);

glEdgeFlag(false);

glVertex2f(20.0f, -40.0f);

glEdgeFlag(true);

glVertex2f(20.0f, -40.0f);

glVertex2f(60.0f, -20.0f);

glEdgeFlag(false);

glVertex2f(20.0f, 0.0f);

glEdgeFlag(true);

glEdgeFlag(false);

glVertex2f(-20.0f, 0.0f);

glVertex2f(-20.0f, -40.0f);

glVertex2f(20.0f, 0.0f);

glVertex2f(-20.0f, -40.0f);

glVertex2f(20.0f, -40.0f);

glVertex2f(20.0f, 0.0f);

glEdgeFlag(true);

// 结束绘制三角形

glEnd();

// 刷新绘图命令，此时所有未执行的OpenGL命令被执行

glutSwapBuffers();

}

// 当窗口大小改变时由GLUT函数库调用

void ChangeSize(GLsizei w, GLsizei h)

{

// 范围

GLfloat nRange = 100.0f;

// 纵横比

GLfloat aspectRatio;

// 防止被0所除

if (0== h){

h = 1;

}

// 根据窗口大小设置视口

glViewport(0, 0, w, h);

// 选择投影矩阵，并重置坐标系统

glMatrixMode(GL_PROJECTION);

glLoadIdentity();

// 计算窗口的纵横比（像素比）

aspectRatio = (GLfloat) w / (GLfloat)h;

// 定义裁剪区域（根据窗口的纵横比，并使用正投影）

if (w<=h) {//宽 <高

glOrtho(-nRange, nRange,-nRange /aspectRatio, nRange / aspectRatio, -nRange, nRange);

} else{//宽 >高

glOrtho(-nRange * aspectRatio,nRange *aspectRatio, -nRange, nRange,-nRange, nRange);

}

// 选择模型视图矩阵，并重置坐标系统

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

glLoadIdentity();

}

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

{

// 传递命令行参数，并对GLUT函数库进行初始化

glutInit(&argc, argv);

// 设置创建窗口时的显示模式（双缓冲区、RGB颜色模式）

glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE|GLUT_RGB);

// 设置窗口的初始大小

glutInitWindowSize(480, 320);

// 创建窗口

glutCreateWindow("Bounce");

// 设置显示回调函数

glutDisplayFunc(RenderScene);

// 设置当窗口的大小发生变化时的回调函数

glutReshapeFunc(ChangeSize);

// 设置渲染状态

SetupRC();

// 启动GLUT框架的运行，一经调用便不再返回，直到程序终止

glutMainLoop();

return0;

}

程序的运行结果如图所示，分别显示了调用glEdgeFlag函数的效果，隐藏形状内部的直线，以及未做内部直线隐藏的效果：

隐藏形状内部的直线

显示全部的直线

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