VC.NET开发OpenGL应用入门
下面要讲一些理论的东西了，请不要感到厌烦，因为如果没有这些知识，我们的三维教程将很难进行下去。为了方便的描述三维场景中物体的旋转、平移、缩放等空间变换操作，我们引入三维变换矩阵的概念。这是一个4X4的矩阵，当然单位矩阵的对角线上的值都是1了。看这貌似平凡的矩阵，里面却蕴藏着无数的神奇。比如在笛卡尔坐标系中有一个空间点，坐标是10, 10, 10，现在你想把这一点平移5, -2, 8个单位，那么你只需要将变换矩阵最后一行的前三列的值为别赋为5、-2和8再将空间点的坐标做为一个4X1的矩阵，最后一列补0再与变换矩阵求积，得到的4X1矩阵的前三列值便是变换过的空间点坐标的X、Y和Z。同样的旋转、缩放也是大致的方法，区别仅在于变换矩阵里不同位置的值代表不同的含义。
现在我们将开始绘图。先确定一下视角：
// 设置模形矩阵
void SetModalMatrix( void )
{
glMatrixMode( GL_MODELVIEW );
glLoadIdentity( ); // 单位化矩阵
// 这个函数是在OnIdle里被调用的，所以我们用下面的代码来实现物体的旋转
// 一个很容易理解的概念是，你绕着物体转和物体自己转在某些简单场景里的
// 的效果看起来是一样的，所以我们通过矩阵运算让眼睛点在一定高度做圆周
// 运动。知道圆的简化方程是：(sinα* r)^2 + (cosα* r)^2 = r^2，所以代码
// 很好理解。
static float fRadius = 0;
fRadius += 0.01f;
if ( fRadius > M_PI * 2 )
{
fRadius = 0;
}
gluLookAt( cosf( fRadius ) * 30, sinf( fRadius ) * 30, 15.0,
0.0, 0.0, 0.0, // 向原点坐标看去
0.0, 0.0, 1.0 ); // 设置眼睛（摄影机）的方向向量，该向量表示眼表向上
}
// 设置透视矩阵
void SetProjMatrix( WORD wWidth, WORD wHeight )
{
// 此函数将在WM_SIZE时被调用，所以应该设置一下glViewPort
glViewport( 0, 0, wWidth, wHeight );
glMatrixMode( GL_PROJECTION );
glLoadIdentity( );
// 这和照象机很类似，第一个参数设置镜头广角度，第二个参数是长宽比，后面是远近剪切。
gluPerspective( 45.0, (double)wWidth / (double)wHeight, 1.0, 1000.0 );
}
然后我们在OnDraw里调用下面的代码：
// 先将上次渲染的残留物清为背景色
glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );
glBegin( GL_QUADS ); // 设置绘制模式，我们画一个平面的四边形
glVertex2i( 5, 5 );
glVertex2i( 5, -5 );
glVertex2i( -5, -5 );
glVertex2i( -5, 5 );
SwapBuffers( g_hDC ); // 交换前后缓冲，双缓冲无闪烁
至此，GlTest.cpp中的代码因该是这个样子：
// GlTest.cpp : 定义应用程序的入口点。
//
#include "stdafx.h"
#include "GlTest.h"
#define MAX_LOADSTRING 100
// 全局变量：
HINSTANCE hInst; // 当前实例
HWND g_hWnd;
HDC g_hDC;
HGLRC g_glRes;
TCHAR szTitle[MAX_LOADSTRING]; // 标题栏文本
TCHAR szWindowClass[MAX_LOADSTRING]; // 主窗口类名
// 此代码模块中包含的函数的前向声明：
void OnCreate( HWND hWnd );
void OnCreated( void );
void OnDestroy( void );
void OnDraw( void );
void SetProjMatrix( WORD wWidth, WORD wHeight );
void SetModalMatrix( void );
void OnIdle( void );
ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance);
BOOL InitInstance(HINSTANCE, int);
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
LRESULT CALLBACK About(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
int APIENTRY _tWinMain(HINSTANCE hInstance,
HINSTANCE hPrevInstance,
LPTSTR lpCmdLine,
int nCmdShow)
{
// TODO: 在此放置代码。
MSG msg;
HACCEL hAccelTable;
// 初始化全局字符串
LoadString(hInstance, IDS_APP_TITLE, szTitle, MAX_LOADSTRING);
LoadString(hInstance, IDC_GLTEST, szWindowClass, MAX_LOADSTRING);
MyRegisterClass(hInstance);
// 执行应用程序初始化：
if (!InitInstance (hInstance, nCmdShow))
{
return FALSE;
}
hAccelTable = LoadAccelerators(hInstance, (LPCTSTR)IDC_GLTEST);
// 主消息循环：
while ( true )
{
if ( PeekMessage( &msg, NULL, 0, 0, PM_REMOVE ) )
{
if (!TranslateAccelerator(msg.hwnd, hAccelTable, &msg))
{
TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);
}
continue;
}
if ( WM_QUIT == msg.message )
{
break;
}
OnIdle();
}
return (int) msg.wParam;
}
//
// 函数：MyRegisterClass()
//
// 目的：注册窗口类。
//
// 注释：
//
// 仅当希望在已添加到 Windows 95 的
// “RegisterClassEx”函数之前此代码与 Win32 系统兼容时，
// 才需要此函数及其用法。调用此函数
// 十分重要，这样应用程序就可以获得关联的
// “格式正确的”小图标。
//
ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance)
{
WNDCLASSEX wcex;
wcex.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
wcex.style = 0;
wcex.lpfnWndProc = (WNDPROC)WndProc;
wcex.cbClsExtra = 0;
wcex.cbWndExtra = 0;
wcex.hInstance = hInstance;
wcex.hIcon = LoadIcon(hInstance, (LPCTSTR)IDI_GLTEST);
wcex.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
wcex.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW+1);
wcex.lpszMenuName = (LPCTSTR)IDC_GLTEST;
wcex.lpszClassName = szWindowClass;
wcex.hIconSm = LoadIcon(wcex.hInstance, (LPCTSTR)IDI_SMALL);
return RegisterClassEx(&wcex);
}
//
// 函数：InitInstance(HANDLE, int)
//
// 目的：保存实例句柄并创建主窗口
//
// 注释：
//
// 在此函数中，我们在全局变量中保存实例句柄并
// 创建和显示主程序窗口。
//
BOOL InitInstance(HINSTANCE hInstance, int nCmdShow)
{
hInst = hInstance; // 将实例句柄存储在全局变量中
CreateWindow(szWindowClass, szTitle, WS_OVERLAPPEDWINDOW,
CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL);
if ( !g_hWnd )
{
return FALSE;
}
OnCreated();
ShowWindow( g_hWnd, nCmdShow );
UpdateWindow( g_hWnd);
return TRUE;
}
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
int wmId, wmEvent;
switch (message)
{
case WM_CREATE:
OnCreate( hWnd );
break;
case WM_COMMAND:
wmId = LOWORD(wParam);
wmEvent = HIWORD(wParam);
// 分析菜单选择：
switch (wmId)
{
case IDM_ABOUT:
DialogBox(hInst, (LPCTSTR)IDD_ABOUTBOX, hWnd, (DLGPROC)About);
break;
case IDM_EXIT:
DestroyWindow(hWnd);
break;
default:
return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
break;
case WM_SIZE:
SetProjMatrix( LOWORD( lParam ), HIWORD( lParam ) );
break;
case WM_DESTROY:
OnDestroy();
PostQuitMessage(0);
break;
default:
return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
return 0;
}
// “关于”框的消息处理程序。
LRESULT CALLBACK About(HWND hDlg, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
switch (message)
{
case WM_INITDIALOG:
return TRUE;
case WM_COMMAND:
if (LOWORD(wParam) == IDOK || LOWORD(wParam) == IDCANCEL)
{
EndDialog(hDlg, LOWORD(wParam));
return TRUE;
}
break;
}
return FALSE;
}
void OnCreate( HWND hWnd )
{
g_hWnd = hWnd;
}
void OnDestroy( void )
{
ReleaseDC( g_hWnd, g_hDC );
wglDeleteContext( g_glRes );
}
void OnCreated( void )
{
g_hDC = GetDC( g_hWnd );
PIXELFORMATDESCRIPTOR pfd;
ZeroMemory( &pfd, sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR) );
pfd.nSize = sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR );
pfd.nVersion = 1;
pfd.dwFlags = PFD_DRAW_TO_WINDOW | PFD_SUPPORT_OPENGL | PFD_DOUBLEBUFFER;
pfd.iPixelType = PFD_TYPE_RGBA;
pfd.cColorBits = 24;
pfd.cDepthBits = 32;
SetPixelFormat( g_hDC, ChoosePixelFormat( g_hDC, &pfd ), &pfd );
g_glRes = wglCreateContext( g_hDC );
wglMakeCurrent( g_hDC, g_glRes );
glEnable( GL_CULL_FACE );
glCullFace( GL_BACK );
glEnable( GL_DEPTH_TEST );
glDepthFunc( GL_LEQUAL );
int LightPos[] = { 50, 50, 10, 1 };
float LightColor[] = { 0.3f, 0.3f, 0.3f, 1.0f };
glEnable(GL_LIGHTING);
glLightiv( GL_LIGHT0, GL_POSITION, LightPos );
glLightfv( GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, LightColor );
glLightfv( GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, LightColor );
glEnable( GL_LIGHT0 );
glEnable( GL_COLOR_MATERIAL );
glColorMaterial( GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
glShadeModel( GL_SMOOTH );
glClearColor( 255.0f / 255.0f, 255.0f / 255.0f, 200.0f / 255.0f, 0.0 );
glColor3ub( 140, 200, 255 );
}
void OnDraw( void )
{
glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );
glBegin( GL_QUADS ); // 设置绘制模式，我们画一个平面的四边形
glVertex2i( 5, 5 );
glVertex2i( -5, 5 );
glVertex2i( -5, -5 );
glVertex2i( 5, -5 );
glEnd();
SwapBuffers( g_hDC ); // 交换前后缓冲，双缓冲无闪烁
}
void SetModalMatrix( void )
{
glMatrixMode( GL_MODELVIEW );
glLoadIdentity( );
static float fRadius = 0;
fRadius += 0.01f;
if ( fRadius > M_PI * 2 )
{
fRadius = 0;
}
gluLookAt( cosf( fRadius ) * 30, sinf( fRadius ) * 30, 15.0,
0.0, 0.0, 0.0,
0.0, 0.0, 1.0 );
}
void SetProjMatrix( WORD wWidth, WORD wHeight )
{
glViewport( 0, 0, wWidth, wHeight );
glMatrixMode( GL_PROJECTION );
glLoadIdentity( );
gluPerspective( 45.0, (double)wWidth / (double)wHeight, 1.0, 1000.0 );
}
void OnIdle( void )
{
SetModalMatrix();
OnDraw();
}
现在程序可以运行了，告诉我你看到了什么？应该是一个旋转的平面四边形。你什么也没有看到？请仔细复查你上面写的程序，看是不是每一句都和我一样。如果你仍然得不到解决，可以发短消息给我来争取获得帮助的机会。但请注意，我并不会对每一个愚蠢的问题都做出答复，比如请不要问我为什么你的窗体创建不出来或VC.net在哪里下载。
