初探计算机图形编程技术之OpenGL编程Hello, World!

本文主要以freeglut为辅助工具编程,编程环境是Mac,IDE为Xcode。

OpenGL的环境配置

  • 如果没有安装brew,先安装brew:
ruby -e "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)"
  • 安装freeglut
brew install freeglut

brew安装的目录在/usr/local/Cellar下,后面会使用到路径。

  • 新建一个Commond Line C++目录,然后在build setting下设置Search Paths如下:
    配置Search Paths.png

    - build phases了里面导入libglut.3.dylib和OpenGL.framework文件,如下:
    导入libglut.3.dylib.png

OpenGL第一个程序,hello,OpenGL!!!

freeglut编程的基本模式:

  • 初始化glut环境
  • 设置显示模式
  • 初始化窗口
  • 设置窗口位置
  • 设置窗口大小
  • 创建窗口
  • 设置一系列回调函数,包括但不限于:
    void display()
    void myReshape()
    鼠标、键盘响应函数等
  • 启动主循环

回调函数设置的作用

OpenGL是消息驱动机制,是状态机,整个绘制过程按照一个固定流程进行,就像一条流水线,而通过OpenGL相关函数只是设置流水线的一些状态参数,并不是立即进行绘制操作。

  • 回调函数display() 设置绘制相关的参数,完成绘制
    glutDisplayFunc(display); ----说明当接收到重绘消息时调用此 函数。
  • 回调函数myReshape() 设置投影变换和视口变换的参数
    glutReshapeFunc(myReshape)
  • 关于键盘的回调函数
    glutSpecialFunc(processSpecialKeys); glutKeyboardFunc(processNormalKeys);

OpenGL的坐标体系及视点:
坐标体系及视点.png

具体demo如下:

#import <Foundation/Foundation.h>
#include <GL/freeglut.h>
//#include <windows.h>
static float G_fAngle_h = 0.0;
static float G_fAngle_v = 0.0;
//static float G_fDistance = 3.6;
void myInit(void);
void myReshape(GLsizei w, GLsizei h);
void display(void);
void processSpecailKeys(int key,int x,int y);

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        ///初始化glut
        glutInit(&argc, argv);
        glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA);
        ///初始化窗口并创建
        glutInitWindowPosition(100.0, 100.0);
        glutInitWindowSize(500.0, 500.0);
        glutCreateWindow("Hello, World! hello, OpenGL!");
        ///设置回调函数
        glutSpecialFunc(processSpecailKeys);
        glutReshapeFunc(myReshape);
        
        glutDisplayFunc(display);
//        glutIdleFunc(display);空闲的时候也重绘
        ///开启绘制循环
        glutMainLoop();
        
        NSLog(@"Hello, World!");
    }
    return 0;
}

///绘制内容
void display(void){
    glClearColor(0, 0, 0, 0);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    //设置成矩阵模式
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    //加载单位化矩阵
    glLoadIdentity();
    //平移
    glTranslatef(0, 0,0);
  //沿着Y轴旋转
    glRotatef(G_fAngle_h, 0, 1.0, 0);
  //沿着X轴旋转
    glRotatef(G_fAngle_v, 1, 0, 0);
    glColor4f(1.0, 0, 0, 0.4);
    glBegin(GL_QUADS);
    glVertex3f(-1.0, -1.0, 0);
    glVertex3f(1.0, -1.0, 0);
    glVertex3f(1.0, 1.0, 0);
    glVertex3f(-1.0, 1.0, 0);
    glEnd();
    //画一个茶壶
    glColor4f(0, 1.0, 0, 1.0);
    glutWireTeapot(0.5);
    //提交缓存区
    glutSwapBuffers();
}
void myReshape(GLsizei w, GLsizei h){
    glutPostRedisplay();//触发display
}
///键盘点击上下左右翻转绘制内容
void processSpecailKeys(int key,int x,int y){
    switch (key) {
        case GLUT_KEY_LEFT:
            G_fAngle_h -= 5.0;
            break;
        case GLUT_KEY_RIGHT:
            G_fAngle_h += 5.0;
            break;
        case GLUT_KEY_UP:
            G_fAngle_v -= 5.0;
            break;
        case GLUT_KEY_DOWN:
            G_fAngle_v += 5.0;
            break;
            
        default:
            break;
    }
    glutPostRedisplay();//触发display
}

待续。。。

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