Введение в OpenGL. Рисование простейших геометрических объектов. Работа с OpenGL при помощи библиотеки GLUT

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение в OpenGL. Рисование простейших геометрических объектов. Работа с opengl при помощи библиотеки GLUT

Цель работы. Изучение основ использования OpenGL и GLUT. Создание простейшего приложения с использованием OpenGL.

1. Что такое GLUT?

OpenGL является мультиплатформенной библиотекой, т.е. программы, написанные с помощью OpenGL, можно легко переносить на различные операционные системы, при этом получая один и тот же визуальный результат. Единственное, что плохо - это то, что для конкретной операционной системы необходимо по-своему производить настройку OpenGL. То есть, допустим, Вы написали OpenGL программу под Windows и захотели перенести её в Linux, код OpenGL должен перенестись без проблем, но операции с окнами, интерфейс управления, операции с устройствами ввода/вывода нужно заново переписать уже под другую операционную систему - Linux. К счастью, существует специальная мультиплатформенная библиотека, позволяющая решить вышеописанные проблемы. И называется эта библиотека - GLUT.

2. Основные шаги для построения минимальной программы

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 изменение формы окна.

5. Вход в главный цикл GLUT.

Рассмотрим все 5 пунктов поподробнее.

1. Инициализация GLUT производится командой:

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

Первый параметр представляет собой указатель на количество аргументов в командной строке, а второй - указатель на массив аргументов. Обычно эти значения берутся из главной функции программы: int main(int argc, char *argv[]).

2. 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. 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, отвечающих за рисование в окне и изменение формы окна.

После того как окно, в которое будет выводиться 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);

И ещё одна функция, которая 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. мультиплатформенный glut программа

5. Вход в главный цикл GLUT.

Ну и последнее, что необходимо сделать, чтобы запустить 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);

Вот в принципе основные шаги для самой простейшей GLUT программы. Ниже приведена простейшая программа с использованием средств библиотеки GLUT, которая рисует в окне изображение сферы.

Команда glFlush() гарантирует, что команда рисования будет выполнена немедленно, а не сохранена в буфере.

И ещё, прежде чем использовать функции из GLUT, необходимо к программе подключить заголовок: #include <GL/glut.h>.

3. Создание консольного приложения, использующего OpenGL

Самым простым объектом, с помощью которого можно увидеть всю мощь OpenGL, является сфера. Давайте попытаемся ее изобразить. Для этого надо создать новый проект в VisualC++, выполнить следующие действия:

1. Запустите MSVisualC++6.0.

2. Щелкните меню File->New->Win32 Console Application.

3. Выберите каталог и имя проекта, впишите - sphere, щелкните OK.

4. Выберите An Empty Project, щелкните Finish.

5. Создайте в проекте файл sphere.c.

6. Щелкните Build->Set Active Configuration и установите тип проекта sphere - Win32 Release

7. Далее, щелкайте Project->Settings->Link->Object/library modules и добавьте туда opengl32.lib, glu32.lib и gllut32a.lib.

8. Теперь откомпилируйте и запустите Вашу программу. Меню Build->Execute Sphere.exe

Текст программы Sphere.exe:

#include <windows.h>

#include <GL/gl.h>

#include <GL/glu.h>

#include <GL/glaux.h>

#include <GL/glut.h>

void resize(int width,int height)

{

}

void display(void)

{

glColor3d(1,1,0);

glutSolidSphere(1.0, 25, 25);

glFlush();

}

void init(void)

{

glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);

glEnable(GL_LIGHTING);

glEnable(GL_LIGHT0);

glEnable(GL_DEPTH_TEST);

glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

glMatrixMode( GL_PROJECTION );

glLoadIdentity();

glOrtho(-5.0,5.0,-5.0,5.0,2.0,12.0);

gluLookAt( 0,0,5, 0,1,0, 0,1,0 );

glMatrixMode( GL_MODELVIEW);

}

int main(int argc,char ** argv)

{

glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);

glutInitWindowPosition(50,10);

glutInitWindowSize(400,400);

glutCreateWindow(«Hello»);

glutReshapeFunc(resize);

init();

glutDisplayFunc(display);

glutMainLoop();

return 0;

}

4. Синтаксис команд OpenGl

Командами в OpenGl называются функции или процедуры. Для их описания используется следующий синтаксис:

type glCommand_name[1 2 3 4][b s i f d ub us ui][v](type1 arg1,-,typeN argN)

gl - это имя библиотеки, в которой описана эта функция: для базовых функций OpenGL, функций из библиотек GLU, GLUT, GLAUX это gl, glu, glut, aux соответственно.

Command_name имя команды [1 2 3 4]число аргументов команды [b s i f d ub us ui ]тип аргумента:

Доступны следующие типы:

b - GLbyte байт; s - GLshort короткое целое; i - GLint целое; f - GLfloat дробное; d - GLdouble дробное с двойной точностью; ub - GLubyte беззнаковый байт; us - GLushort беззнаковое короткое целое; ui - GLuint беззнаковое целое; v - массив из n параметров указанного типа;

[v] - наличие этого символа показывает, что в качестве параметров функции используется указатель на массив значений.

Символы в квадратных скобках в некоторых названиях не используются. Например, команда glVertex2i() описана как базовая в библиотеке OpenGL, и использует в качестве параметров два целых числа, а команда glColor3fv() использует в качестве параметра указатель на массив из трех вещественных чисел.

Ниже приведены примеры использования команд OpenGL с различными типами аргументов.

double array[] = {0.5, 0.75, 0.3, 0.7};

...

glColor3dv(array);

glColor3ub(200,100,0); // приводится к 200/256, 100/256, 0/256

glColor3d(0.25,0.25,0); // темно-желтый

glColot3ub(0,100,0); // темно-зеленый

glColor3ub(0,0,255); // синий

Задание на лабораторную работу

1. Ввести и отладить программу, приведенную в п.3.

2.Заменить функцию glutSolidSphere на функцию, из указанных ниже с соответсвующими параметрами. Значения параметров устанавливайте порядка единицы - 0,5…1,7. Если Вы укажете слишком маленький размер, фигуру будет плохо видно; если слишком большой, то она получится урезанной. Это связано с тем, что ее край как бы вылезет из монитора.

glutSolidCube(width) // куб

glutSolidTorus(r,R) // тор

glutSolidCylinder(r,height) // цилиндр

glutSolidCone(r,height) // конус

glutSolidIcosahedron(width) // многогранники

glutSolidOctahedron(width)

glutSolidTetrahedron(width)

glutSolidDodecahedron(width)

glutSolidTeapot(width) // рисует чайник

3. С помощью вышеуказанных функций нарисовать проволочные фигуры, заменив и имена функций Solid на Wire.

Размещено на Allbest.ru