實驗預備知識
Windows下的OpenGL編程步驟簡單介紹詳見課程實驗教學博客－實驗准備安裝GLUT包與創建工程：
http://www.cnblogs.com/opengl/archive/2012/10/16/2726747.html
1．實驗目的：
熟悉編程環境；了解光柵圖形顯示器的特點；了解計算機繪圖的特點；利用VC+OpenGL作為開發平台設計程序，以能夠在屏幕上生成任意一個像素點為本實驗的結束。
2．實驗內容：
（1） 了解和使用VC的開發環境，理解簡單的OpenGL程序結構。
（2） 掌握OpenGL提供的基本圖形函數，尤其是生成點的函數。
3．實驗原理：
（1）基本語法
常用的程序設計語言，如C、C++、Pascal、Fortran和Java等，都支持OpenGL的開發。這里只討論C版本下OpenGL的語法。
OpenGL基本函數均使用gl作為函數名的前綴，如glClearColor()；實用函數則使用glu作為函數名的前綴，如gluSphere()。OpenGL基本常量的名字以GL_開頭，如GL_LINE_LOOP；實用常量的名字以GLU_開頭，如GLU_FILL。一些函數如glColor*()（定義顏色值），函數名后可以接不同的后綴以支持不同的數據類型和格式。如glColor3b(...)、glColor3d(...)、glColor3f(...)和glColor3bv(...)等，這幾個函數在功能上是相似的，只是適用於不同的數據類型和格式，其中3表示該函數帶有三個參數，b、d、f分別表示參數的類型是字節型、雙精度浮點型和單精度浮點型，v則表示這些參數是以向量形式出現的。
為便於移植，OpenGL定義了一些自己的數據類型，如GLfloat,GLvoid。它們其實就是C中的float和void。在gl.h文件中可以看到以下定義：
……
typedef float GLfloat;
typedef void GLvoid;
……
一些基本的數據類型都有類似的定義項。
（2）程序的基本結構
OpenGL程序的基本結構可分為三個部分：
第一部分是初始化部分。主要是設置一些OpenGL的狀態開關，如顏色模式(RGBA或Alpha)的選擇，是否作光照處理(若有的話，還需設置光源的特性)，深度檢測，裁剪等等。這些狀態一般都用函數glEnable(...), glDisable(…)來設置，…表示特定的狀態。
第二部分設置觀察坐標系下的取景模式和取景框位置大小。主要利用了三個函數：
函數void glViewport(left,top,right,bottom)：設置在屏幕上的窗口大小，四個參數描述屏幕窗口四個角上的坐標（以像素表示）；
函數void glOrtho(left,right,bottom,top,near,far)：設置投影方式為正交投影（平行投影），其取景體積是一個各面均為矩形的六面體;
函數void gluPerspective(fovy,aspect,zNear,zFar)：設置投影方式為透視投影，其取景體積是一個截頭錐體。
第三部分是OpenGL的主要部分，使用OpenGL的庫函數構造幾何物體對象的數學描述，包括點線面的位置和拓撲關系、幾何變換、光照處理等等。
以上三個部分是OpenGL程序的基本框架，即使移植到使用MFC的Windows程序中，也是如此。只是由於Windows自身有一套顯示方式，需要進行一些必要的改動以協調這兩種不同顯示方式。
（3）狀態機制
OpenGL的工作方式是一種狀態機制，它可以進行各種狀態或模式設置，這些狀態或模式在重新改變它們之前一直有效。例如，當前顏色就是一個狀態變量，在這個狀態改變之前，繪制的每個像素都將使用該顏色，直到當前顏色被設置為其它顏色為止。OpenGL中大量地使用了這種狀態機制，如顏色模式、投影模式、單雙顯示緩存區的設置、背景色的設置、光源的位置和特性等等。許多狀態變量可以通過glEnable()、glDisable()這兩個函數來設置成有效或無效狀態，如是否設置光照、是否進行深度檢測等；在被設置成有效狀態之后，絕大部分狀態變量都有一個缺省值。通常情況下，可以用下列四個函數來獲取某個狀態變量的值：glGetBooleanv()、glGetDouble()、glGetFloatv()和glGetIntegerv()。究竟選擇哪個函數應該根據所要獲得的返回值的數據類型來決定。還有些狀態變量有特殊的查詢函數，如glGetLight*()、glGetError()和glPolygonStipple()等。另外，使用glPushAttrib()和glPopAttrib()函數，可以存儲和恢復最近的狀態變量的值。只要有可能，都應該使用這些函數，因為它們比其它查詢函數的效率更高。
4．實驗代碼：
1 #include <GL/glut.h> //需要正確安裝GLUT，安裝方法如預備知識中所述 2 3 void myDisplay(void) 4 5 { 6 7 glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0); 8 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); 9 10 glColor3f (1.0f, 1.0f, 1.0f); 11 12 glRectf(-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f); 13 14 glBegin (GL_TRIANGLES); 15 16 glColor3f (1.0f, 0.0f, 0.0f); glVertex2f (0.0f, 1.0f); 17 18 glColor3f (0.0f, 1.0f, 0.0f); glVertex2f (0.8f, -0.5f); 19 20 glColor3f (0.0f, 0.0f, 1.0f); glVertex2f (-0.8f, -0.5f); 21 22 glEnd (); 23 24 glPointSize(3); 25 26 glBegin (GL_POINTS); 27 28 glColor3f (1.0f, 0.0f, 0.0f); glVertex2f (-0.4f, -0.4f); 29 30 glColor3f (0.0f, 1.0f, 0.0f); glVertex2f (0.0f, 0.0f); 31 32 glColor3f (0.0f, 0.0f, 1.0f); glVertex2f (0.4f, 0.4f); 33 34 glEnd (); 35 36 glFlush(); 37 } 38 int main(int argc, char *argv[]) 39 { 40 glutInit(&argc, argv); 41 glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE); 42 glutInitWindowPosition(100, 100); 43 glutInitWindowSize(400, 400); 44 glutCreateWindow("Hello World!"); 45 glutDisplayFunc(&myDisplay); 46 glutMainLoop(); 47 return 0; 48 }
該程序的作用是在一個黑色的窗口中央畫一個矩形、三角形和三個點，如圖A.1(a)所示。下面對各行語句進行說明：
首先，需要包含頭文件#include <GL/glut.h>，這是GLUT的頭文件。本來OpenGL程序一般還要包含<GL/gl.h>和<GL/glu.h>，但GLUT的頭文件中已經自動將這兩個文件包含了，不必再次包含；
然后看main函數。int main(int argc, char *argv[])，這個是帶命令行參數的main函數。注意main函數中的各語句，除了最后的return之外，其余全部以glut開頭。這種以glut開頭的函數都是GLUT工具包所提供的函數，下面對用到的幾個函數進行介紹；
1）glutInit，對GLUT進行初始化，這個函數必須在其它的GLUT使用之前調用一次。其格式比較固定，一般都是glutInit(&argc, argv)就行；
2) glutInitDisplayMode，設置顯示方式，其中GLUT_RGB表示使用RGB顏色，與之對應的還有GLUT_INDEX（表示使用索引顏色）。GLUT_SINGLE表示使用單緩沖，與之對應的還有GLUT_DOUBLE（使用雙緩沖）。更多信息，以后的實驗教程會有講解介紹；
3) glutInitWindowPosition，設置窗口在屏幕中的位置；
4) glutInitWindowSize，設置窗口的大小；
5) glutCreateWindow，根據前述設置的信息創建窗口。參數將被作為窗口的標題。注意：窗口被創建后，並不立即顯示到屏幕上。需要調用glutMainLoop才能看到窗口；
6) glutDisplayFunc，設置一個函數，當需要進行畫圖時，這個函數就會被調用。（暫且這樣理解）；
7) glutMainLoop，進行一個消息循環。（現在只需知道這個函數可以顯示窗口，並且等待窗口關閉后才會返回。）
在glutDisplayFunc函數中，我們設置了“當需要畫圖時，請調用myDisplay函數”。於是myDisplay函數就用來畫圖。觀察myDisplay中的三個函數調用，發現它們都以gl開頭。這種以gl開頭的函數都是OpenGL的標准函數，下面對用到的函數進行介紹：
1) glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0) ：將清空顏色設為黑色（為什么會有四個參數？）；
2) glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)：將窗口的背景設置為當前清空顏色；
3) glRectf，畫一個矩形。四個參數分別表示了位於對角線上的兩個點的橫、縱坐標；
4) glFlush，保證前面的OpenGL命令立即執行（而不是讓它們在緩沖區中等待）。
5. 實驗提高
(a)示范程序結果 (b)加三角形
圖A.1實驗1
如圖A.1(b)所示，根據示范程序，能否在原有結果基礎上添加三條直線組成三角形？
附上本實驗的VC++工程代碼（VC++2008）