openGL實現二維圖形和三維圖形

　　openGL是一個強大的底層圖形庫，其命令最初的時候使用C語言實現的。openGL定義了一個圖形程序接口，常用於制作處理三維圖像，功能強大，調用方便，在圖像處理十分受歡迎。

　　實現圖形主要使用的是openGL的一個工具包：GLUT。

　　GLUT (pronounced like the glut in gluttony) is the OpenGL Utility Toolkit, a window system independent toolkit for writing OpenGL programs. It implements a simple windowing application programming interface (API) for OpenGL.

　　GLUT is designed for constructing small to medium sized OpenGL programs. While GLUT is well-suited to learning OpenGL and developing simple OpenGL applications, GLUT is not a full-featured toolkit so large applications requiring sophisticated user interfaces are better off using native window system toolkits like Motif. GLUT is simple, easy, and small. 

　　GLUT對於大型的項目來說可能功能不全，它主要針對一些中小型的openGL項目而設計。

　　1.實現二維圖像相對簡單些，直接下代碼：

#include <GL/glut.h>

void Rectangle(void) {

	//gl開頭的函數為openGL的標准函數

	//（使用當前緩沖區的值來）清除指定的緩沖區
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

　　　　 //畫矩形
	//glRectf(-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f);

	//畫直線
	glBegin(GL_LINES);
		glVertex2f(0.5f, 0.5f);
		glVertex2f(-0.5f, -0.5f);
	glEnd();

	//刷新緩沖，保證繪圖命令能被執行
	glFlush();
}

int main(int argc, char *argv[]) {

	//初始化GLUT library
	glutInit(&argc, argv);
	//對窗口的大小進行初始化
	glutInitWindowSize(300, 300); 
	// 設置窗口出現的位置
	//glutInitWindowPosition(int x, int y);
	//初始化程序展示模式
	glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA);
	glutCreateWindow("project of openGL");
	//win: 指定子窗口的父窗口
	//glutCreateSubWindow(int win, int x, int y, int width, int height);
	//為當前窗口設置函數回調，用於畫圖
	glutDisplayFunc(&Rectangle);
	//進行glut事件循環，否則看不到圖形效果（一閃而過）
	glutMainLoop();

	return 0;
}

　　實現效果：

　　       

　　也可以在窗口中畫一個圓：

#include <math.h>
GLfloat r = 0.5f;
GLfloat PI = 3.141592653f;
int pre = 30;
glBegin(GL_POLYGON);//畫多邊形
	for (int i = 0; i < pre; i++) {
		glVertex2f(r * cos(2 * PI*i / pre), r * sin(2 * PI*i / pre));
	}
glEnd();

　　實際上這個圓並不是圓，而是多邊形的近似。GL_POLYGON用於繪制多邊形，邊數達到一定程度，顯示出來的形狀近似於圓。

　　

　　2.接下來來實現三維圖像Cube。

　　三維變換：　　

　　模型視圖變換（GL_MODELVIEW）：從“相對移動”的觀點來看，改變觀察點的位置與方向和改變物體本身的位置與方向具有等效性。

　　透視投影變換（GL_PROJECTION）：定義一個可視空間，可視空間以外的物體不會被繪制到屏幕上。

　　視口變換（glViewPort）：通常情況下，程序默認像素填充整個窗口，通過視口變換設置像素在窗口上的填充情況。

　　每次對物體進行變換的時候，都需要先設置當前操作的矩陣為某種變換的矩陣，在進行變換之前還需要將矩陣轉換為單位矩陣才能進行操作。

glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity()；

　　完整代碼：

#include <GL/glut.h>
#include <math.h>

void setCube(void) {
	glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 0.0);
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
	glColor3f(0, 0, 0);//設置黑色
	glLoadIdentity();//加載單位矩陣
	gluLookAt(6, 0, 2.5, 0, 0, 0, 1, 1, 0);
	//前三個參數設置觀察者的觀察位置，中三個參數設置觀察點的位置，后三個參數設置觀察者的觀察方向
	glLineWidth(2.0f);//設置邊的像素寬，默認為1.0f
	glutWireCube(2.0);
	glFlush();
}

void drawCube(void) {
	glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 0.0);
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
	glLoadIdentity();
	gluLookAt(4, 0, 1.5, 0, 0, 0, 1, 1, 0);

	//繪制正方體的面
	glColor3f(0, 1, 0);
	glBegin(GL_QUADS);
		//---1---
		glNormal3f(-1, 0, 0);//設置點的法向量
		glVertex3f(0.5, 0.5, 0.5);
		glVertex3f(0.5, -0.5, 0.5);
		glVertex3f(0.5, -0.5, -0.5);
		glVertex3f(0.5, 0.5, -0.5);
		//---2---
		glNormal3f(-1, 0, 0);
		glVertex3f(-0.5, 0.5, 0.5);
		glVertex3f(-0.5, -0.5, 0.5);
		glVertex3f(-0.5, -0.5, -0.5);
		glVertex3f(-0.5, 0.5, -0.5);
		//---3---
		glNormal3f(0, 1, 0);
		glVertex3f(0.5, 0.5, 0.5);
		glVertex3f(-0.5, 0.5, 0.5);
		glVertex3f(-0.5, 0.5, -0.5);
		glVertex3f(0.5, 0.5, -0.5);
		//---4---
		glNormal3f(0, -1, 0);
		glVertex3f(0.5, -0.5, 0.5);
		glVertex3f(-0.5, -0.5, 0.5);
		glVertex3f(-0.5, -0.5, -0.5);
		glVertex3f(0.5, -0.5, -0.5);
		//---5---
		glNormal3f(0, 0, 1);
		glVertex3f(0.5, 0.5, 0.5);
		glVertex3f(-0.5, 0.5, 0.5);
		glVertex3f(-0.5, -0.5, 0.5);
		glVertex3f(0.5, -0.5, 0.5);
		//---6---
		glNormal3f(0, 0, -1);
		glVertex3f(0.5, 0.5, 0.5);
		glVertex3f(-0.5, 0.5, 0.5);
		glVertex3f(-0.5, -0.5, 0.5);
		glVertex3f(0.5, -0.5, 0.5);
	glEnd();

	//draw
	glColor3f(0, 0, 0);
	glLineWidth(2.0f);
	//繪制正方體的邊
	glBegin(GL_LINES);
		//---1---
		glVertex3f(0.5, 0.5, 0.5);
		glVertex3f(-0.5, 0.5, 0.5);
		glVertex3f(-0.5, 0.5, 0.5);
		glVertex3f(-0.5, -0.5, 0.5);
		glVertex3f(-0.5, -0.5, 0.5);
		glVertex3f(0.5, -0.5, 0.5);
		glVertex3f(0.5, -0.5, 0.5);
		glVertex3f(0.5, 0.5, 0.5);
		//---2---
		glVertex3f(0.5, 0.5, -0.5);
		glVertex3f(-0.5, 0.5, -0.5);
		glVertex3f(-0.5, 0.5, -0.5);
		glVertex3f(-0.5, -0.5, -0.5);
		glVertex3f(-0.5, -0.5, -0.5);
		glVertex3f(0.5, -0.5, -0.5);
		glVertex3f(0.5, -0.5, -0.5);
		glVertex3f(0.5, 0.5, -0.5);
		//---3---
		glVertex3f(0.5, 0.5, 0.5);
		glVertex3f(0.5, -0.5, 0.5);
		glVertex3f(0.5, -0.5, 0.5);
		glVertex3f(0.5, -0.5, -0.5);
		glVertex3f(0.5, -0.5, -0.5);
		glVertex3f(0.5, 0.5, -0.5);
		glVertex3f(0.5, 0.5, -0.5);
		glVertex3f(0.5, 0.5, 0.5);
		//---4---
		glVertex3f(-0.5, 0.5, 0.5);
		glVertex3f(-0.5, -0.5, 0.5);
		glVertex3f(-0.5, -0.5, 0.5);
		glVertex3f(-0.5, -0.5, -0.5);
		glVertex3f(-0.5, -0.5, -0.5);
		glVertex3f(-0.5, 0.5, -0.5);
		glVertex3f(-0.5, 0.5, -0.5);
		glVertex3f(-0.5, 0.5, 0.5);
	glEnd();
	glFlush();
}

void threeD(int w, int h) {
	glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h);//調整視圖窗口大小
	glMatrixMode(GL_PROJECTION);
	glLoadIdentity();
	glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 2.0, 10.0);
	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

}

int main(int argc, char *argv[]) {

	//初始化GLUT library
	glutInit(&argc, argv);
	//對窗口的大小進行初始化
	glutInitWindowSize(500, 500); 
	// 設置窗口出現的位置
	//glutInitWindowPosition(int x, int y);
	//初始化程序展示模式
	glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA);
	glutCreateWindow("project of openGL");

	//為當前窗口設置函數回調，用於畫圖
	glutDisplayFunc(drawCube);
	//窗口改變時的函數
	glutReshapeFunc(threeD);
	glutMainLoop();

	return 0;
}

　　可以調用openGL的glutWireCube(GLFloat size)來繪制立體正方形，如setCube函數。

　　我想要實現帶有黑色邊緣的綠色正方體，必須對正方體進行繪制，如drawCube函數。

　　實現效果：