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win32下的OpenGL绘图环境框架

2010-08-06 22:52 417 查看
Win32下OpenGL入门

主要的步骤包括：添加opengl头文件，库文件，键盘鼠标响应，像素格式设置，opengl环境初始化，绘图变量设置，创建窗口，窗口大小改变时响应，绘制场景，源文件

1，新建一个win32项目（注意，不是console程序），在添加过程中，创建一个空的项目，然后，在解决方案资源管理器的源文件树目录下，添加一个cpp文件，文件可以命名为mian.cpp



2，添加绘图相关的头文件和库文件，在新建的main.cpp中，加入如下头文件：

#include<windows.h>//Windows的头文件

#include<gl\gl.h>//HeaderFileForTheOpenGL32Library

#include<gl\glu.h>//HeaderFileForTheGLu32Library

#include<gl\glaux.h>//HeaderFileForTheGlauxLibrary

#include<math.h>//引入数学函数库中的Sin

#include<stdio.h>//HeaderFileForStandardInput/Output

在项目，配置属性-连接器-输入的附加依赖项里，加入opengl32.lib，glu32.lib，glaux.lib

glut.lib，如图所示。

3，为创建绘图窗口，定义基本的相关变量，这些变量在opengl绘图中，都必须用到。

HGLRChRC=NULL;//窗口着色描述表句柄
HDChDC=NULL;//OpenGL渲染描述表句柄
HWNDhWnd=NULL;//保存我们的窗口句柄
HINSTANCEhInstance;//保存程序的实例

第一行设置的变量是RenderingContext(着色描述表)。每一个OpenGL都被连接到一个着色描述表上。着色描述表将所有的OpenGL调用命令连接到DeviceContext(设备描述表)上。我将OpenGL的着色描述表定义为hRC。要让您的程序能够绘制窗口的话，还需要创建一个设备描述表，也就是第二行的内容。Windows的设备描述表被定义为hDC。DC将窗口连接到GDI(GraphicsDeviceInterface图形设备接口)。而RC将OpenGL连接到DC。第三行的变量hWnd将保存由Windows给我们的窗口指派的句柄。最后，第四行为我们的程序创建了一个Instance(实例)。

4，为响应键盘，鼠标等操作，以及窗口活动情况，是否全屏等

boolkeys[256];//保存键盘按键的数组
boolactive=TRUE;//窗口的活动标志，缺省为TRUE
boolfullscreen=TRUE;//全屏标志缺省，缺省设定成全屏模式
GLfloatrtri;//用于几何体旋转的角度

active变量用来告知程序窗口是否处于最小化的状态。如果窗口已经最小化的话，我们可以做从暂停代码执行到退出程序的任何事情。我喜欢暂停程序。这样可以使得程序不用在后台保持运行。

fullscreen变量的作用相当明显。如果我们的程序在全屏状态下运行，fullscreen的值为TRUE，否则为FALSE。这个全局变量的设置十分重要，它让每个过程都知道程序是否运行在全屏状态下。

5，我们需要先定义WndProc()。必须这么做的原因是CreateGLWindow()有对WndProc()的引用，但WndProc()在CreateGLWindow()之后才出现。在C语言中，如果我们想要访问一个当前程序段之后的过程和程序段的话，必须在程序开始处先申明所要访问的程序段。所以下面的一行代码先行定义了WndProc()，使得CreateGLWindow()能够引用WndProc()。

LRESULTCALLBACKWndProc(HWND,UINT,WPARAM,LPARAM);//WndProc的定义


6，绘图视口的尺寸以及在窗口大小改变时的响应函数。不管窗口的大小是否已经改变(假定您没有使用全屏模式)。甚至您无法改变窗口的大小时(例如您在全屏模式下)，它至少仍将运行一次--在程序开始时设置我们的透视图。OpenGL场景的尺寸将被设置成它显示时所在窗口的大小。

GLvoidReSizeGLScene(GLsizeiwidth,GLsizeiheight)//重置OpenGL窗口大小
{
if(height==0)//防止被零除
{
height=1;//将Height设为1
}
glViewport(0,0,width,height);//重置当前的视口glMatrixMode(GL_PROJECTION);//选择投影矩阵
glLoadIdentity();//重置投影矩阵
//设置投影模式为透视投影
gluPerspective(45.0f,(GLfloat)width/(GLfloat)height,0.1f,100.0f);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);//选择模型观察矩阵
glLoadIdentity();//重置模型观察矩阵
}

透视图设置屏幕。意味着越远的东西看起来越小。这么做创建了一个现实外观的场景。此处透视按照基于窗口宽度和高度的45度视角来计算。0.1f，100.0f是我们在场景中所能绘制深度的起点和终点。glMatrixMode(GL_PROJECTION)指明接下来的两行代码将影响projectionmatrix(投影矩阵)。投影矩阵负责为我们的场景增加透视。glLoadIdentity()近似于重置。它将所选的矩阵状态恢复成其原始状态。调用glLoadIdentity()之后我们为场景设置透视图。

glMatrixMode(GL_MODELVIEW)指明任何新的变换将会影响modelviewmatrix(模型观察矩阵)。模型观察矩阵中存放了我们的物体讯息。最后我们重置模型观察矩阵。如果您还不能理解这些术语的含义，请别着急。在以后的教程里，我会向大家解释。只要知道如果您想获得一个精彩的透视场景的话，必须这么做。

7，接下的代码段中，我们将对OpenGL进行所有的设置。我们将设置清除屏幕所用的颜色，打开深度缓存，启用smoothshading(阴影平滑)，等等。这个例程直到OpenGL窗口创建之后才会被调用。此过程将有返回值。但我们此处的初始化没那么复杂，现在还用不着担心这个返回值

intInitGL(GLvoid)//此处开始对OpenGL进行所有设置
{
glShadeModel(GL_SMOOTH);//启用阴影平滑
glClearColor(0.0f,0.0f,0.0f,0.0f);//黑色背景
glClearDepth(1.0f);//设置深度缓存
glEnable(GL_DEPTH_TEST);//启用深度测试
glDepthFunc(GL_LEQUAL);//所作深度测试的类型
glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT,GL_NICEST);//告诉系统对透视进行修正
returnTRUE;//初始化OK
}

GL_SMOOTH：阴影平滑通过多边形精细的混合色彩，并对外部光进行平滑。我将在另一个教程中更详细的解释阴影平滑。

深度缓存：将深度缓存设想为屏幕后面的层。深度缓存不断的对物体进入屏幕内部有多深进行跟踪。几乎所有在屏幕上显示3D场景OpenGL程序都使用深度缓存。它的排序决定那个物体先画。这样您就不会将一个圆形后面的正方形画到圆形上来。深度缓存是OpenGL十分重要的部分。

8，绘图部分。下一段包括了所有的绘图代码。任何您所想在屏幕上显示的东东都将在此段代码中出现。这里，绘制了一个简单的金字塔，每个顶点采用不用的颜色

intDrawGLScene(GLvoid)//从这里开始进行所有的绘制
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);//清除屏幕和深度缓存
glLoadIdentity();//重置当前的模型观察矩阵
glTranslatef(-1.5f,0.0f,-6.0f);//左移1.5单位，并移入屏幕6.0
glRotatef(rtri,0.0f,1.0f,0.0f);//绕Y轴旋转金字塔
glBegin(GL_TRIANGLES);//开始绘制金字塔的各个面
glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);//红色
glVertex3f(0.0f,1.0f,0.0f);//三角形的上顶点(前侧面)
glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);//绿色
glVertex3f(-1.0f,-1.0f,1.0f);//三角形的左下顶点(前侧面)
glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f);//蓝色
glVertex3f(1.0f,-1.0f,1.0f);//三角形的右下顶点(前侧面)
glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);//红色
glVertex3f(0.0f,1.0f,0.0f);//三角形的上顶点(右侧面)
glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f);//蓝色
glVertex3f(1.0f,-1.0f,1.0f);//三角形的左下顶点(右侧面)
glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);//绿色
glVertex3f(1.0f,-1.0f,-1.0f);//三角形的右下顶点(右侧面)
glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);//红色
glVertex3f(0.0f,1.0f,0.0f);//三角形的上顶点(后侧面)
glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);//绿色
glVertex3f(1.0f,-1.0f,-1.0f);//三角形的左下顶点(后侧面)
glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f);//蓝色
glVertex3f(-1.0f,-1.0f,-1.0f);//三角形的右下顶点(后侧面)
glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);//红色
glVertex3f(0.0f,1.0f,0.0f);//三角形的上顶点(左侧面)
glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f);//蓝色
glVertex3f(-1.0f,-1.0f,-1.0f);//三角形的左下顶点(左侧面)
glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);//绿色
glVertex3f(-1.0f,-1.0f,1.0f);//三角形的右下顶点(左侧面)
glEnd();
rtri+=0.2f;//增加三角形的旋转变量
returnTRUE;
}

关于绘图：在opengl里面绘图，首先要了解的就是坐标原点，OpenGL的坐标原点默认情况下，在屏幕中心。OpenGL的坐标系统是右手坐标系统，默认情况下，屏幕朝上为y，朝左为x，朝外为z。

9，释放程序的绘图指针。在程序退出之前调用。KillGLWindow()的作用是依次释放着色描述表，设备描述表和窗口句柄。

GLvoidKillGLWindow(GLvoid)//正常销毁窗口
{
if(fullscreen)//我们处于全屏模式吗?
{
ChangeDisplaySettings(NULL,0);//是的话，切换回桌面，因为全屏模式直接关闭窗口，可能引发错误
ShowCursor(TRUE);//显示鼠标指针
}
if(hRC)//我们拥有OpenGL渲染描述表吗?
{
if(!wglMakeCurrent(NULL,NULL))//我们能否释放DC和RC描述表?
{
MessageBox(NULL,"释放DC或RC失败。","关闭错误",MB_OK|MB_ICONINFORMATION);
}
if(!wglDeleteContext(hRC))//我们能否删除RC?
{
MessageBox(NULL,"释放RC失败。","关闭错误",MB_OK|MB_ICONINFORMATION);
}
hRC=NULL;//将RC设为NULL
}
if(hDC&&!ReleaseDC(hWnd,hDC))//我们能否释放DC?
{
MessageBox(NULL,"释放DC失败。","关闭错误",MB_OK|MB_ICONINFORMATION);
hDC=NULL;//将DC设为NULL
}
if(hWnd&&!DestroyWindow(hWnd))//能否销毁窗口?
{
MessageBox(NULL,"释放窗口句柄失败。","关闭错误",MB_OK|MB_ICONINFORMATION);
hWnd=NULL;//将hWnd设为NULL
}
if(!UnregisterClass("OpenG",hInstance))//能否注销类?
{
MessageBox(NULL,"不能注销窗口类。","关闭错误",MB_OK|MB_ICONINFORMATION);
hInstance=NULL;//将hInstance设为NULL
}
}


10，创建窗口。此过程返回布尔变量(TRUE或FALSE)。他还带有5个参数：窗口的标题栏，窗口的宽度，窗口的高度，色彩位数(16/24/32)，和全屏标志(TRUE--全屏模式，FALSE--窗口模式)。返回的布尔值告诉我们窗口是否成功创建。

BOOLCreateGLWindow(char*title,intwidth,intheight,intbits,boolfullscreenflag)
{
//我们要求Windows为我们寻找相匹配的象素格式时，Windows寻找结束后将模式值保存在变量PixelFormat中
GLuintPixelFormat;//保存查找匹配的结果
WNDCLASSwc;//窗口类结构
DWORDdwExStyle;//扩展窗口风格
DWORDdwStyle;//窗口风格
RECTWindowRect;//取得矩形的左上角和右下角的坐标值
WindowRect.left=(long)0;//将Left设为0
WindowRect.right=(long)width;//将Right设为要求的宽度
WindowRect.top=(long)0;//将Top设为0
WindowRect.bottom=(long)height;//将Bottom设为要求的高度
fullscreen=fullscreenflag;//设置全局全屏标志
hInstance=GetModuleHandle(NULL);//取得我们窗口的实例
wc.style=CS_HREDRAW|CS_VREDRAW|CS_OWNDC;//移动时重画，并为窗口取得DC，CS_OWNDC为窗口创建一个私有的DC。这意味着DC不能在程序间共享。
wc.lpfnWndProc=(WNDPROC)WndProc;//WndProc处理消息
wc.cbClsExtra=0;//无额外窗口数据
wc.cbWndExtra=0;//无额外窗口数据
wc.hInstance=hInstance;//设置实例
wc.hIcon=LoadIcon(NULL,IDI_WINLOGO);//装入缺省图标
wc.hCursor=LoadCursor(NULL,IDC_ARROW);//装入默认鼠标指针
wc.hbrBackground=NULL;//GL不需要背景
wc.lpszMenuName=NULL;//不需要菜单
wc.lpszClassName="OpenG";//设定类名字
if(!RegisterClass(&wc))//尝试注册窗口类
{
MessageBox(NULL,"注册窗口失败","错误",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
returnFALSE;//退出并返回FALSE
}
if(fullscreen)//要尝试全屏模式吗?
{
DEVMODEdmScreenSettings;//设备模式
memset(&dmScreenSettings,0,sizeof(dmScreenSettings));//确保内存清空为零
dmScreenSettings.dmSize=sizeof(dmScreenSettings);//Devmode结构的大小
dmScreenSettings.dmPelsWidth=width;//所选屏幕宽度
dmScreenSettings.dmPelsHeight=height;//所选屏幕高度
dmScreenSettings.dmBitsPerPel=bits;//每象素所选的色彩深度dmScreenSettings.dmFields=DM_BITSPERPEL|DM_PELSWIDTH|DM_PELSHEIGHT;
//尝试设置显示模式并返回结果。注:CDS_FULLSCREEN移去了状态条。
if(ChangeDisplaySettings(&dmScreenSettings,CDS_FULLSCREEN)!=DISP_CHANGE_SUCCESSFUL)
{
//若模式失败，提供两个选项：退出或在窗口内运行。
if(MessageBox(NULL,"全屏模式在当前显卡上设置失败！\n使用窗口模式？","NeHeG",MB_YESNO|MB_ICONEXCLAMATION)==IDYES)
{
fullscreen=FALSE;//选择窗口模式(Fullscreen=FALSE)
}
else
{
//弹出一个对话框，告诉用户程序结束
MessageBox(NULL,"程序将被关闭","错误",MB_OK|MB_ICONSTOP);
returnFALSE;//退出并返回FALSE
}
}
}
if(fullscreen)//仍处于全屏模式吗?
{
dwExStyle=WS_EX_APPWINDOW;//扩展窗体风格
dwStyle=WS_POPUP;//窗体风格
ShowCursor(FALSE);//隐藏鼠标指针
}
else
{
dwExStyle=WS_EX_APPWINDOW|WS_EX_WINDOWEDGE;//扩展窗体风格
dwStyle=WS_OVERLAPPEDWINDOW;//窗体风格
}
AdjustWindowRectEx(&WindowRect,dwStyle,FALSE,dwExStyle);//调整窗口大小
if(!(hWnd=CreateWindowEx(dwExStyle,//扩展窗体风格
"OpenGL",//类名字
title,//窗口标题
WS_CLIPSIBLINGS|//必须的窗体风格属性
WS_CLIPCHILDREN|//必须的窗体风格属性
dwStyle,//选择的窗体属性
0,0,//窗口位置
WindowRect.right-WindowRect.left,//
WindowRect.bottom-WindowRect.top,//高度
NULL,//无父窗口
NULL,//无菜单
hInstance,//实例
NULL)))//不向WM_CREATE传递任何东东
{
KillGLWindow();//重置显示区
MessageBox(NULL,"不能创建一个窗口设备描述表","错误",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
returnFALSE;//返回FALSE
}
staticPIXELFORMATDESCRIPTORpfd=///pfd告诉窗使用的像素格式
{
sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR),//上述格式描述符的大小
1,//版本号
PFD_DRAW_TO_WINDOW|//格式支持窗口
PFD_SUPPORT_OPENGL|//格式必须支持OpenGL
PFD_DOUBLEBUFFER,//必须支持双缓冲
PFD_TYPE_RGBA,//申请RGBA格式
bits,//选定色彩深度
0,0,0,0,0,0,//忽略的色彩位
0,//无Alpha缓存
0,//忽略ShiftBit
0,//无累加缓存
0,0,0,0,//忽略聚集位
16,//16位Z-缓存(深度缓存)
0,//无蒙板缓存
0,//无辅助缓存
PFD_MAIN_PLANE,//主绘图层
0,//Reserved
0,0,0//忽略层遮罩
};
if(!(hDC=GetDC(hWnd)))//取得设备描述表了么?
{
KillGLWindow();//重置显示区
MessageBox(NULL,"不能创建一种相匹配的像素格式","错误",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
returnFALSE;//返回FALSE
}
if(!(PixelFormat=ChoosePixelFormat(hDC,&pfd)))//Windows找到相应的象素格式了吗?
{
KillGLWindow();//重置显示区
MessageBox(NULL,"不能设置像素格式","错误",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
returnFALSE;//返回FALSE
}
if(!SetPixelFormat(hDC,PixelFormat,&pfd))//能够设置象素格式么?
{
KillGLWindow();//重置显示区
MessageBox(NULL,"不能设置像素格式","错误",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
returnFALSE;//返回FALSE
}
if(!(hRC=wglCreateContext(hDC)))//能否取得着色描述表?
{
KillGLWindow();//重置显示区
MessageBox(NULL,"不能创建OpenGL渲染描述表","错误",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
returnFALSE;//返回FALSE
}
if(!wglMakeCurrent(hDC,hRC))//尝试激活着色描述表
{
KillGLWindow();//重置显示区
MessageBox(NULL,"不能激活当前的OpenGL渲然描述表","错误",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
returnFALSE;//返回FALSE
}
ShowWindow(hWnd,SW_SHOW);//显示窗口
SetForegroundWindow(hWnd);//略略提高优先级
SetFocus(hWnd);//设置键盘的焦点至此窗口
ReSizeGLScene(width,height);//设置透视GL屏幕
if(!InitGL())//初始化新建的GL窗口
{
KillGLWindow();//重置显示区
MessageBox(NULL,"InitializationFailed.","ERROR",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
returnFALSE;//返回FALSE
}
returnTRUE;//成功
}


11,建立了窗口类之后，我们接下来完成窗口消息处理函数。

LRESULTCALLBACKWndProc(HWNDhWnd,//窗口的句柄
UINTuMsg,//窗口的消息
WPARAMwParam,//附加的消息内容
LPARAMlParam)//附加的消息内容
{
switch(uMsg)//检查Windows消息
{
caseWM_ACTIVATE://监视窗口激活消息
{
if(!HIWORD(wParam))//检查最小化状态
{
active=TRUE;//程序处于激活状态
}
else
{
active=FALSE;//程序不再激活
}
return0;//返回消息循环
}
caseWM_SYSCOMMAND://系统中断命令
{
switch(wParam)//检查系统调用
{
caseSC_SCREENSAVE://屏保要运行?
caseSC_MONITORPOWER://显示器要进入节电模式?
return0;//阻止发生
}
break;//退出
}
caseWM_CLOSE://收到Close消息?
{
PostQuitMessage(0);//发出退出消息
return0;//返回
}
caseWM_KEYDOWN://有键按下么?
{
keys[wParam]=TRUE;//如果是，设为TRUE
return0;//返回
}
caseWM_KEYUP://有键放开么?
{
keys[wParam]=FALSE;//如果是，设为FALSE
return0;//返回
}
caseWM_SIZE://调整OpenGL窗口大小
{
ReSizeGLScene(LOWORD(lParam),HIWORD(lParam));//LoWord=Width,HiWord=Height
return0;//返回
}
}
//向DefWindowProc传递所有未处理的默认消息。
returnDefWindowProc(hWnd,uMsg,wParam,lParam);
}


12，好了，南西北风都准备好了，现在只差东风。接下来我们来定义东风——程序的入口。调用窗口创建例程，处理窗口消息，并监视人机交互。

intWINAPIWinMain(HINSTANCEhInstance,//当前窗口实例
HINSTANCEhPrevInstance,//前一个窗口实例
LPSTRlpCmdLine,//命令行参数
intnCmdShow)//窗口显示状态
{
MSGmsg;//Windowsx消息结构
BOOLdone=FALSE;//用来退出循环的Bool变量
//提示用户选择运行模式
if(MessageBox(NULL,"你想在全屏模式下运行么？","设置全屏模式",MB_YESNO|MB_ICONQUESTION)==IDNO)
{
fullscreen=FALSE;//FALSE为窗口模式
}
//创建OpenGL窗口
/*CreateGLWindow函数的参数依次为标题、宽度、高度、色彩深度，以及全屏标志。就这么简单！我很欣赏这段代码的简洁。如果未能创建成功，函数返回FALSE。程序立即退出。*/
if(!CreateGLWindow("win32下的OpenGL程序学习入门",640,480,16,fullscreen))
{
return0;//失败退出
}
while(!done)//保持循环直到done=TRUE
{
if(PeekMessage(&msg,NULL,0,0,PM_REMOVE))//有消息在等待吗?
{
if(msg.message==WM_QUIT)//收到退出消息?
{
done=TRUE;//是，则done=TRUE
}
else//不是，处理窗口消息
{
TranslateMessage(&msg);//翻译消息
DispatchMessage(&msg);//发送消息
}
}
else//如果没有消息
{
//绘制场景。监视ESC键和来自DrawGLScene()的退出消息
if(active)//程序激活的么?
{
if(keys[VK_ESCAPE])//ESC按下了么?
{
done=TRUE;//ESC发出退出信号
}
else//不是退出的时候，刷新屏幕
{
DrawGLScene();//绘制场景
SwapBuffers(hDC);//交换缓存(双缓存)
}
}
//下面代码的用于进行全屏跟普通窗口之间的切换
if(keys[VK_F1])//F1键按下了么?
{
keys[VK_F1]=FALSE;//Key数组中的值为FALSE
KillGLWindow();//销毁当前的窗口
fullscreen=!fullscreen;//切换全屏/窗口模式
//重建OpenGL窗口
if(!CreateGLWindow("NeHe'sOpenGL程序框架",640,480,16,fullscreen))
{
return0;//如果窗口未能创建，程序退出
}
}
}
}
//关闭程序
KillGLWindow();//销毁窗口
return(msg.wParam);//退出程序
}

双缓冲绘图：使用双缓存可以实现无闪烁的动画，绘图领域一个经常用到的技术，特别是大规模场景的绘图。我们实际上在另一个看不见的"屏幕"上绘图。当我们交换缓存后，我们当前的屏幕被隐藏，现在看到的是刚才看不到的屏幕。这也是我们看不到场景绘制过程的原因。场景只是即时显示。

13，好了，运行程序



附：

常见错误列表：

1新建的工程如果出现errorC2664:“MessageBoxW”:不能将参数2从“constchar[42]”转换为“LPCWSTR”这种错误，将项目->配置属性->常规->字符集改为支持多字节字符集。

2.errorLNK2019:无法解析的外部符号_main，该符号在函数___tmainCRTStartup中被引用，找到项目->配置属性->连接器->系统，将子系统修改为Windows(/SUBSYSTEM:WINDOWS)
                                            

                                        

                        
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