第5课:OpenGL中的颜色设置

RGB模式和RGBA模式

计算机屏幕的颜色属于RGB空间。

通常有RGB模式和RGBA模式，其中RGB模式有R、G、B三个分量，取值范围为0.0~1.0；而RGBA模式有R、G、B、A四个分量，其中A即Alpha值，与透明度有关。
下面通过一个程序演示，并作必要说明：

#include<windows.h>
#include <GL/glut.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void myDisplay(void)
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glColor3f(0.0f, 1.0f, 1.0f);
glRectf(-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f);
glFlush();
}

int main(int argc, char *argv[])
{
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);
glutInitWindowPosition(100, 100);
glutInitWindowSize(400, 400);
glutCreateWindow("画多边形（彩色）");
glutDisplayFunc(&myDisplay);
glutMainLoop();
return 0;
}

效果图如下：



[align=left][/align]

说明：

在RGBA模式下选择颜色是十分简单的事情，只需要一个函数就可以搞定。

glColor*系列函数可以用于设置颜色，其中三个参数的版本可以指定R、G、B的值，而A值采用默认；四个参数的版本可以分别指定R、G、B、A的值。例如：

void glColor3f(GLfloat red, GLfloat green, GLfloat blue);
void glColor4f(GLfloat red, GLfloat green, GLfloat blue, GLfloat alpha);

将浮点数作为参数，其中0.0表示不使用该种颜色，而1.0表示将该种颜色用到最多。例如：

glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); 表示不使用绿、蓝色，而将红色使用最多，于是得到最纯净的红色。
glColor3f(0.0f, 1.0f, 1.0f); 表示使用绿、蓝色到最多，而不使用红色。混合的效果就是浅蓝色。
glColor3f(0.5f, 0.5f, 0.5f); 表示各种颜色使用一半，效果为灰色。

[注意1] 浮点数可以精确到小数点后若干位，这并不表示计算机就可以显示如此多种颜色。实际上，计算机可以显示的颜色种数将由硬件决定。如果OpenGL找不到精确的颜色，会进行类似“四舍五入”的处理。

[注意2]

glColor*系列函数，在参数类型不同时，表示“最大”颜色的值也不同:

采用f和d做后缀的函数，以1.0表示最大的使用。
采用b做后缀的函数，以127表示最大的使用。
采用ub做后缀的函数，以255表示最大的使用。
采用s做后缀的函数，以32767表示最大的使用。
采用us做后缀的函数，以65535表示最大的使用。

[注] 下面一段引自网友eastcowboy的文章，程序我本人在VC++ 6.0运行调试通过。

索引颜色

用glIndex*系列函数可以在颜色表中选择颜色。其中最常用的可能是glIndexi，它的参数是一个整形。
void glIndexi(GLint c);
OpenGL并直接没有提供设置颜色表的方法，因此设置颜色表需要使用操作系统的支持。我们所用的Windows和其他大多数图形操作系统都具有这个功能，但所使用的函数却不相同。
GLUT工具包提供了设置颜色表的函数glutSetColor，但我测试始终有问题。现在为了让大家体验一下索引颜色，我向大家介绍另一个OpenGL工具包：aux。这个工具包是VisualStudio自带的，不必另外安装，但它已经过时，这里仅仅是体验一下，大家不必深入。



OpenGL用下面的函数来定义清楚屏幕后屏幕所拥有的颜色。

在RGB模式下，使用glClearColor来指定“空”的颜色，它需要四个参数，其参数的意义跟glColor4f相似。

在索引颜色模式下，使用glClearIndex来指定“空”的颜色所在的索引，它需要一个参数，其意义跟glIndexi相似。

例如下面程序：

#include <windows.h>
#include <GL/gl.h>
#include <GL/glaux.h>

#pragma comment (lib, "opengl32.lib")
#pragma comment (lib, "glaux.lib")

#include <math.h>
const GLdouble Pi = 3.1415926536;
void myDisplay(void)
{
int i;
for(i=0; i<8; ++i)
auxSetOneColor(i, (float)(i&0x04), (float)(i&0x02), (float)(i&0x01));
glShadeModel(GL_FLAT);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
glVertex2f(0.0f, 0.0f);
for(i=0; i<=8; ++i)
{
glIndexi(i);
glVertex2f(cos((float)i*Pi/4), sin((float)i*Pi/4));
}
glEnd();
glFlush();
}

int main(void)
{
auxInitDisplayMode(AUX_SINGLE|AUX_INDEX);
auxInitPosition(100, 100, 400, 400);
auxInitWindow("Color Plate");
myDisplay();
Sleep(10 * 1000);
return 0;
}

其它部分大家都可以不管，只看myDisplay函数就可以了。首先，使用auxSetOneColor设置颜色表中的一格。循环八次就可以设置八格。
然后在循环中用glVertex设置顶点，同时用glIndexi改变顶点代表的颜色。
最终得到的效果是八个相同形状、不同颜色的三角形。

索引颜色的主要优势是占用空间小（每个像素不必单独保存自己的颜色，只用很少的二进制位就可以代表其颜色在颜色表中的位置），花费系统资源少，图形运算速度快，但它编程稍稍显得不是那么方便，并且画面效果也会比RGB颜色差一些。

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);意思是把屏幕上的颜色清空。

#include<windows.h>
#include <GL/glut.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void myDisplay(void)
{
glClearColor(1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glFlush();
}

int main(int argc, char *argv[])
{
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);
glutInitWindowPosition(100, 100);
glutInitWindowSize(400, 400);
glutCreateWindow("指定清除屏幕用的颜色");
glutDisplayFunc(&myDisplay);
glutMainLoop();
return 0;
}

效果如下图：



[align=left][/align]

指定着色模型

OpenGL允许为同一多边形的不同顶点指定不同的颜色。

如下程序：

#include<windows.h>
#include <GL/glut.h>
#include <math.h>
const GLdouble Pi = 3.1415926536;

void myDisplay(void)
{
int i;
glShadeModel(GL_FLAT);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
glVertex2f(0.0f, 0.0f);
for(i=0; i<=8; ++i)
{
glColor3f(i&0x04, i&0x02, i&0x01);
glVertex2f(cos(i*Pi/4), sin(i*Pi/4));
}
glEnd();
glFlush();
}

int main(int argc, char *argv[])
{
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);
glutInitWindowPosition(100, 100);
glutInitWindowSize(400, 400);
glutCreateWindow("指定着色模型glShadeModel(GL_FLAT);");
glutDisplayFunc(&myDisplay);
glutMainLoop();
return 0;
}

效果图如下：



[align=left][/align]

在默认情况下，OpenGL会计算两点顶点之间的其它点，并为它们填上“合适”的颜色，使相邻的点的颜色值都比较接近。如果使用的是RGB模式，看起来就具有渐变的效果。如果是使用颜色索引模式，则其相邻点的索引值是接近的，如果将颜色表中接近的项设置成接近的颜色，则看起来也是渐变的效果。但如果颜色表中接近的项颜色却差距很大，则看起来可能是很奇怪的效果。

使用glShadeModel函数可以关闭这种计算，如果顶点的颜色不同，则将顶点之间的其它点全部设置为与某一个点相同。（直线以后指定的点的颜色为准，而多边形将以任意顶点的颜色为准，由实现决定。）为了避免这个不确定性，尽量在多边形中使用同一种颜色。

glShadeModel的使用方法：

glShadeModel(GL_SMOOTH); // 平滑方式，这也是默认方式
glShadeModel(GL_FLAT); // 单色方式

将程序中glShadeModel(GL_FLAT); 改成glShadeModel(GL_SMOOTH);比较一下效果如图所示：