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第二讲 基本图元

技术2022-05-11  0


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任何复杂的三维模型都是由基本的几何图元:点、线段和多边形组成的,有了这些图元,就可以建立比较复杂的模型。因此这部分内容是学习OpenGL编程的基础。    一、基本图元的描述及定义   OpenGL图元是抽象的几何概念,不是真实世界中的物体,因此须用相关的数学模型来描述。所有的图元都是由一系列有顺序的顶点集合来描述的。 OpenGL中绘制几何图元,必须使用glBegain()和glEnd()这一对函数,传递给glBegain()函数的参数唯一确定了要绘制何种几何图元,同时,在该函数对中给出了几何图元的定义,函数glEnd()标志顶点列表的结束。例如,下面的代码绘制了一个多边形: glBegin(GL_POLYGON);glVertex2f(0.0,0.0);glVertex2f(0.0,3.0);glVertex2f(3.0,3.0);glVertex2f(4.0,1.5);glVertex2f(3.0,0.0);glEnd();   函数glBegin(GLenum mode)标志描述一个几何图元的顶点列表的开始,其参数mode表示几何图元的描述类型,具体类型见表一: 类型 说明GL_POINTS 单个顶点集GL_LINES 多组双顶点线段GL_POLYGON 单个简单填充凸多边形GL_TRAINGLES 多组独立填充三角形GL_QUADS 多组独立填充四边形GL_LINE_STRIP 不闭合折线GL_LINE_LOOP 闭合折线GL_TRAINGLE_STRIP 线型连续填充三角形串GL_TRAINGLE_FAN 扇形连续填充三角形串GL_QUAD_STRIP连续填充四边形串                   表一、几何图元类型说明   部分几何图元的示意图: 图一、部分几何图元示意图   在glBegin()和glEnd()之间最重要的信息就是由函数glVertex*()定义的顶点,必要时也可为每个顶点指定颜色(只对当前点或后续点有效)、法向、纹理坐标或其他,即调用相关的函数: 函数函数意义glColor*()设置当前颜色glIndex*() 设置当前颜色表glNormal*()设置法向坐标glEvalCoord*()产生坐标glCallList(),glCallLists()显示列表glTexCoord*()设置纹理坐标 glEdgeFlag*() 控制边界绘制glMaterial*()设置材质               表二、在glBegin()和glEnd()之间可调用的函数   需要指出的是:OpenGL所定义的点、线、多边形等图元与一般数学定义不太一样,存在一定的差别。一种差别源于基于计算机计算的限制。OpenGL中所有浮点计算精度有限,故点、线、多边形的坐标值存在一定的误差。另一种差别源于位图显示的限制。以这种方式显示图形,最小的显示图元是一个象素,尽管每个象素宽度很小,但它们仍然比数学上所定义的点或线宽要大得多。当用OpenGL进行计算时,虽然是用一系列浮点值定义点串,但每个点仍然是用单个象素显示,只是近似拟合。    二、点(Point)   用浮点值表示的点称为顶点(Vertex)。所有顶点在OpenGL内部计算时都使用三维坐标(x,y,z)来处理,用二维坐标(x,y)定义的点在 OpenGL中默认z值为0。顶点坐标也可以用齐次坐标(x,y,z,w)来表示,如果w不为0.0,这些齐次坐标表示的顶点即为三维空间点(x/w, y/w,z/w),一般来说,w缺省为1.0。   可以用glVertex{234}{sifd}[V](TYPE cords)函数来定义一个顶点。例如: glVertex2f(2.0f,3.0f);//二维坐标定义顶点;   OpenGL中定义的点可以有不同的尺寸,其函数形式为: void glPointSize(GLfloat size);   参数size设置点的宽度(以象素为单位),必须大于0.0,缺省时为1.0。    三、线(Line)   在OpenGL中,线代表线段(Line Segment),它由一系列顶点顺次连结而成。具体的讲,线有独立线段、条带、封闭条带三种,如图二所示: 图二、线段的三种连结方式   OpenGL能指定线的宽度并绘制不同的虚点线,如点线、虚线等。相应的函数形式如下:   1、void glLineWidth(GLfloat width);   设置线宽(以象素为单位)。参数width必须大于0.0,缺省时为1.0。   2、void glLineStipple(GLint factor,GLushort pattern);   设置当前线为虚点模式。参数pattern是一系列的16位二进制数(0或1),它重复地赋给所指定的线,从低位开始,每一个二进制位代表一个象素, 1表示用当前颜色绘制一个象素(或比例因子指定的个数),0表示当前不绘制,只移动一个象素位(或比例因子指定的个数)。参数factor是个比例因子,它用来拉伸pattern中的元素,即重复绘制1或移动0,比如,factor为2,则碰到1时就连续绘制2次,碰到0时连续移动2个单元。factor 的大小范围限制在1到255之间。   在绘制虚点线之前必须先启动虚点模式,即调用函数glEnable(GL_LINE_STIPPLE);结束时,调用glDisable(GL_LINE_STIPPLE)关闭。下面代码绘制了一个点线: void line2i(GLint x1,GLint y1,GLint x2,GLint y2){  glBegin(GL_LINES);  glVertex2f(x1,y1);  glVertex2f(x2,y2);  glEnd();}glLineStipple (1, 0x1C47); /* 虚点线 */glEnable(GL_LINE_STIPPLE);glColor3f(0.0,1.0,0.0);line2i (450 , 250 , 600 , 250 ); <script language="JavaScript" type="text/javascript"> document.write("

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