本章可以学到:
WGL 是 Windows 平台相关的 OpenGL 的一个 API 子集. 有以下内容:
windows 上的 GDI 用 dc (设备上下文) 来记住诸如绘制模式和命令. 同样的在 OpenGl 中, 使用 渲染上 下文( render context) 来区分彼此. 不过要记住, rc 不能替代 dc, 在windows上, 必须先创建 dc, 然 后再创建相匹配像素格式的rc.
我们可以在一个应用程序中创建多个 rc, 这在 3d 编程中很常见, 这样你可以拥有许多个窗口或视口, 并 且每一个窗口或视口都能跟踪他们独立的信息.
有几个重要的rc 相关的 wgl 函数:
这让我们很直接的用 dc 的使用函数联系起来: create, delete, select, get. 意思一样, 创建, 选择, 反选择, 不用了再销毁.
wglCreateContext() 和 wglMakeCurrent() 函数应该在你的应用程序的初始化部分调用, 例如 windows 过程函数的 WM_CREATE 消息来临时. wglDeleteContext() 函数应该在窗口被销毁之前调用, 例如 windows 过程函数的 WM_DESTROY 消息来临时. 在销毁 rc 前, 好的习惯是先用 wglMakeCurrent() 来取消选择, (虽然 wglDeleteContext() 函数内进行了相关操作). 模板如下:
LRESULT CALLBACK WndProc (HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam) { static HGLRC hRC; static HDC hDC; switch(message) { case WM_CREATE: hDC = GetDC(hWnd); hRC = wglCreateContext(hDC); wglMakeCurrent(hDC, hRC); break; case WM_DESTROY: wglMakeCurrent(hDC, NULL); wglDeleteContext(hRC); PostMessage(0); break; } }
3 像素格式 (pixel format)
在创建一个 rc 之前, 必须选择一个合适的像素格式. opengl 预先提供了几种像素格式, 定义了颜色模式, 深度缓冲区, 每个像素的位数, 窗口是否使用双缓冲等.
首先需要使用 PIXELFORMATDESCRIPTOR 结构来定义字符集和窗口相关的行为. 结构 PIXELFORMATDESCRIPTOR 的定义:
/* Pixel format descriptor */ typedef struct tagPIXELFORMATDESCRIPTOR { WORD nSize; // sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR) WORD nVersion; DWORD dwFlags; // 指定缓冲区的属性: BYTE iPixelType; // 指定像素点的类型: RGBA或是颜色序列值 BYTE cColorBits; // 指定每个像素点的位数 BYTE cRedBits; BYTE cRedShift; BYTE cGreenBits; BYTE cGreenShift; BYTE cBlueBits; BYTE cBlueShift; BYTE cAlphaBits; BYTE cAlphaShift; BYTE cAccumBits; BYTE cAccumRedBits; BYTE cAccumGreenBits; BYTE cAccumBlueBits; BYTE cAccumAlphaBits; BYTE cDepthBits; BYTE cStencilBits; BYTE cAuxBuffers; BYTE iLayerType; BYTE bReserved; DWORD dwLayerMask; DWORD dwVisibleMask; DWORD dwDamageMask; } PIXELFORMATDESCRIPTOR, *PPIXELFORMATDESCRIPTOR, FAR *LPPIXELFORMATDESCRIPTOR;
3.1 设置像素格式
填充好 PIXELFORMATDESCRIPTOR 结构以后, 下一步就是调用:
int ChoosePixelFormat( HDC hDC, CONST PIXELFORMATDESCRIPTOR *ppfd);
这个函数会根据你的 PIXELFORMATDESCRIPTOR 结构内容来匹配找到 OpenGL 预设的一个像素格式.若找不到, 则会选择一个临近的. 这会改变你得 PIXELFORMATDESCRIPTOR 结构体内容. 函数返回值是预设像素的标识ID. 你通过这个 id 来调用这个函数:
BOOL SetPixelFormat (HDC hDC, int pixelFormat, const PIXELFORMATDESCRIPTOR *ppfd);
这样就为 dc 和其相关联的窗口设置好了像素格式. 注意这个函数只能为一个窗口调用一次, 所以如果你想更改, 必须先销毁窗口再重新创建窗口.
一个设置像素格式的模板:
PIXELFORMATDESCRIPTOR pfd; memset (&pfd, 0, sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR)); pfd.nSize = sizeof (PIXELFORMATDESCRIPTOR); pfd.dwFlags = PFD_DRAW_TO_WINDOW | PFD_SUPPORT_OPENGL | PFD_DOUBLEBUFFER; pfd.nVersion = 1; pfd.iPixelType = PFD_TYPE_RGBA; pfd.cColorBits = 32; pfd.cDepthBits = 24; pfd.iLayerType = PFD_MAIN_PLANE; int pixelFormat = ChoosePixelFormat (hDC, &pfd); SetPixelFormat (hDC, pixelFormat &pfd);
4 OpenGL的基本框架
基于上面的内容, 现在我们可以构建一个 OpenGL 的基本框架了.
// winmain.cpp #define WIN32_LEAN_AND_MEAN #define WIN32_EXTRA_LEAN #include <windows.h> #include <gl/gl.h> #include <gl/glu.h> #include "CGfxOpenGL.h" bool exiting = false; // 程序退出标志 long windowWidth = 800; // 窗口大小 long windowHeight = 600; long windowBits = 32; // 窗口每个像素位数 bool fullscreen = false; // 全屏标志 HDC hDC; // 窗口的dc CGfsOpenGL *g_glRender = NULL;
上面的程序主要定义了程序中使用到的全局变量. 其中 CGfsOpenGL 是我封装好的一个可移植的类. 你可以拿来用在 Linux 上.
void SetupPixelFormat (HDC hDC) { int pixelFormat; PIXELFORMATDESCRIPTOR pfd = { sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR); // size 1, // version PFD_SUPPORT_OPENGL | // OpenGL 窗口 PFD_DRAW_TO_WINDOW | // 渲染到窗口 PFD_DOUBLEBUFFER, // 双缓冲支持 PFD_TYPE_RGBA, // 颜色类型 32, // 预设颜色深度 0, 0, 0, 0, 0, 0, // 颜色位数(忽略) 0, // 无 alpha 缓冲区 0, // alpha 位数(忽略) 0, // 0,0,0,0, 16, 0, 0, PFD_MAIN_PLANE, 0, 0,0,0, }; pixelFormat = ChoosePixelFormat (hDC, &pfs); SetPixelFormat (hDC, pixelFormat, &pfd); }
SetPixelFormat() 根据 dc 来设置像素格式.
LRESULT CALLBACK MainWindowProc (hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam) { static HDC hDC; static HGLRC hRC; int height, width; // 消息处理 switch (uMsg ) { case WM_CREATE: // 窗口创建 hDC = GetDC (hWnd); SetupPixelFormat(hDC); hRC = wglCreateContext(hDC); wglMakeCurrent(hDC,hRC); break; case WM_DESTROY: // 窗口销毁 case WM_QUIT: case WM_CLOSE: // 窗口关闭 wglMakeCurrent(hDC, NULL); wglDeleteContext (hRC); PostQuitMessage (0); break; case WM_SIZE: // 大小变化 height = HIWORD(lParam); width = LOWORD (lParam); g_glRender->SetupProjection(width, height); break; case WM_KEYDOWN: int fwKeys; LPARAM keyData; fwKeys = (int)wParam; keyData = lParam; switch (fwKeys) { case VK_ESCAPE: PostQuitMessage(0); break; default: break; } break; default: break; } return DefWindowProc (hWnd, uMsg, wParam. lParam); }
int WINAPI WinMain (HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nShowCmd) { WNDCLASSEX windowClass; HWND hWnd; MSG msg; DWORD dwExStyle; DWORD dwStyle; RECT windowRect; g_glRender = new CGfsOpenGL; windowRect.left = (long)0; windowRect.right = (long)windowWidth; windowRect.top = (long)0; windowRect.bottom = (long)windowHeight; // 填充 windowClass 结构 windowClass.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX); windowClass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW; windowClass.lpfnWndProc = MainWindowProc; windowClass.cbClsExtra = 0; windowClass.cbWndExtra = 0; windowClass.hInstance = hInstance; windowClass.hIcon = LoadIcon (NULL, IDI_APPLICATION); windowClass.hCursor = LOAD_CURSOR(NULL, IDC_ARROW); windowClass.hbrBackground = NULL; windowClass.lpszMenuName = NULL; windowClass.lpszClassName = "GLClass"; windowClass.hIconSm = LoadIcon(NULL, IDI_WINLOGO); // 注册窗口类 if (!RegisterClassEx (&windowClass)) return 0; // 全屏设置 if (fullscreen) { DEVMODE dmScreenSettings; DEVMODE devMode; memset (&devMode, 0, sizeof(DEVMODE)); devMode.dmSize = sizeof (DEVMODE); devmode.dmBitsPerPel = g_screenBpp; devMode.dmPelsWidth = g_screenWidth; devMode.dmPelsHeight = g_screenHeight; devMode.dmFields = DM_PELSWIDTH | DM_PELSHEIGHT | DM_BITSPERPEL; if (ChangeDisplaySettings (&dmScreenSettings, CDS_FULLSCREEN) != DISP_CHANGE_SUCCESSFUL) { MessageBox (NULL, "全屏显示模式失败", NULL, MB_OK); fullscreen = false; } } if (fullscreen) { dwExStyle = WS_EX_APPWINDOW; dwStyle = WS_POPUP; ShowCursor (FALSE); } else { dwExStyle = WS_EX_APPWINDOW | WS_EX_WINDOWEDGE; dwStyle = WS_OVERLAPPEDWINDOW; } // 计算所给样式的窗口大小 AdjustWindowRect (&windowRect, dwStyle, FALSE, dwExStyle); // 创建窗口 hwnd = CreateWindowEx (NULL, "GLClass", "BOGLGP - Chapter 2 - OpenGL Application", dwStyle | WS_CLIPCHILDREN | WS_CLIPSIBLINGS, 0,0, windowRect.right - windowRect.left, windowRect.bottom -windowRect.top, NULL, NULL, hInstance, NULL ); hDC = GetDC (hWnd); // if (!hWnd) return 0; ShowWindow (hWnd, SW_SHOW); UpdateWindow (hwnd); g_glRender->Init (); while (!exiting) { g_glRender->Prepare(0.0f); g_glRender->Render (); SwapBuffers (hDC); while (PeekMessage (&msg, NULL, 0, 0, PM_NOREMOVE)) { if (!GetMessage (&msg, NULL, 0, 0)) { exiting = true; break; } TranslateMessage (&msg); DispatchMessage (&msg ); } } delete g_glRender; if (fullscreen) { ChangeDisplaySetting(NULL, 0); ShowCursor(TRUE); } return (int)msg.wParam; }
主要的部分是 CGfsOpenGL 类:
// CGfxOpenGL.h class CGfxOpenGL { private: int m_windowWidth; int m_windowHeight; float m_angle; public: CGfxOpenGL(); virtual ~CGfxOpenGL(); bool Init (); bool Shutdown (); void SetupProjection (int width, int height); void Prepare (float dt); void Render (); };
这个类 CGfxOpenGL 使用起来很简单. Init() 方法用来初始化你的 OpenGL. Shutdown() 用来关闭 你的 OpenGL, SetupProjection() 用来为你的窗口设置好项目矩阵. Prepare() 为下一帧提供数据更新, Render() 是主要函数, 用来渲染你的场景. 本书将围绕具体的应用, 对这个类进行扩展.
实现代码文件: CGfxOpenGL.cpp
// CGfxOpenGL.cpp #ifdef _WINDOWS #include <windows.h> #endif #include <gl/gl.h> #include <gl/glu.h> #include <math.h> #include "CGfxOpenGL.h" // 禁止float 到double的转换警告 #pragma warning(disable:4305) CGfxOpenGL::CGfxOpenGL() { } CGfxOpenGL::~CGfxOpenGL() { } bool CGfxOpenGL::Init () { // 清空背景 glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0); m_angle = 0.0f; return true; } bool CGfxOpenGL::Shutdown() { return true; } void CGfxOpenGL::SetupProjection (int width, int height ) { if (height == 0) height = 1; glViewport (0, 0, width, height); glMatrixMode (GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); gluPerspective (52.0, (GLfloat)width / (GLfloat)height, 1.0f, 1000.0f); glMatrixMode (GL_MODELVIEW); glLoadIdentity (); m_windowWidth = width; m_windowHeight = height; } void CGfxOpenGL::Prepare (floag dt) { m_angle += 0.1f; } void CGfxOpenGL::Render () { // 清除屏幕和深度缓存 glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); glLoadIdentity(); glTranslatef(0.0, 0.0, -5.0f); glRotatef(m_angle, 1.0f, 0.0f, 0.0f); glRotatef(m_angle, 0.0f, 1.0f, 0.0f); glRotatef(m_angle, 0.0f, 0.0f, 1.0f); glColor2f(0.7f, 1.0f, 0.3f); glBegin(GL_TRIANGLES); glVertex3f(1.0f, -1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 0.0f); glVertex3f(0.0, 1.0, 0.0f); glEnd(); }
如你所见, 我将所有的 OpenGL 具体相关的代码封装在了 CGfxOpenGL 类内. Init() 方法中使用
glClearColor() 函数将背景颜色置成黑色(0,0,0), 并且初始化成员变量 m_angle, 这个变量将
在 Render() 的 glRotatef() 函数中指定旋转角度.
5 全屏
欲进入全屏模式, 须使用 DEVMODE 数据结构. 这个结构体有些大, 不过还好, 只有几个成员要我们关心:
Field | Description |
dmSize | sizeof(DEVMODE) |
dmBitsPerPel | 每个像素点的位数 |
dmPelsWidth | 屏幕宽度 |
dmPelsHeight | 屏幕高度 |
dmFields | 一个位集合用于指定当前结构体哪些成员有效, 本表中的域标志: DM_BITSPERPEL, DM_PELSWIDTH, DM_PERLHEIGHT |
初始化完了 DEVMODE 结构体, 然后调用:
LONG ChangeDisplaySettings (LPDEVMODE pDevMode, DWORD dwFlags);
这个函数第二个参数是一个位集合, 用于指定你要执行的功能. 本全屏功能需要传入 CDS_FULLSCREEN 标志, 这样会从屏幕上移除任务栏, 进入新的显示模式. 若函数调用成功, 返回 DISP_CHANGE_SUCCESSFUL. 你可以通过指定 函数的两个参数为 NULL 和 0 来切换到默认的屏幕显示模式.
对上节中的代码添加如下, 来实现全屏功能:
DEVMODE devMode; memset (&devMode, 0, sizeof(DEVMODE)); devMode.dmSize = sizeof (DEVMODE); devmode.dmBitsPerPel = g_screenBpp; devMode.dmPelsWidth = g_screenWidth; devMode.dmPelsHeight = g_screenHeight; devMode.dmFields = DM_PELSWIDTH | DM_PELSHEIGHT | DM_BITSPERPEL; if (ChangeDisplaySetttings (&devMode, CDS_FULLSCREEN) != DISP_CHANGE_SUCCESSFUL) g_fullScreen = false;
例子中使用了一个全局标志变量来控制是否启用全屏模式.
在切换到全屏模式时, 要注意几个问题. 首先你必须确认 DEVMODE 中指定的高度和宽度与你创建的窗口的高度 和宽度一致. 最简单的方法是两个操作使用相同的高度和宽度变量. 其次, 必须在窗口创建之前更改显示的设置( ChangeDisplaySetttings()).
全屏模式下的风格设置与普通窗口不同, 所以你必须对两种情况进行分别处理. 若不启用全屏, 风格设置成普通的 窗口风格. 否则, 你必须使用 WSEXAPPWINDOW 扩展风格, 和 WSPOPUP 普通窗口风格. WSPOPUP 标志 指定了窗口没有边缘. 另一点是在全屏模式下屏蔽鼠标的光标显示, 这可以通过 API ShowCursor() 来设定. 下面是一个处理框架:
if (g_fullScreen) { extendedWindowStyle = WS_EX_APPWINDOW; // 隐藏前边窗口 windowStyle = WS_POPUP; // 没有窗口边缘 ShowCursor (FALSE); // 隐藏光标 } else { extendedWindowStyle = NULL; windowStyle = WS_OVERLAPPEDWINDOW | WS_VISIBLE | WS_SYSMENU | WS_CLIPCHILDREN | WS_CLIPSIBLINGS; }
6 小结
本章你学会了怎样在windows平台创建一个简单的 OpenGL 程序. 讲述了 OpenGL 的渲染上下文以及相关 的 wgl 函数: wglCreateContext(), wglDeleteContext(), wglMakeCurrent() 和 wglGetCurrentContext(). 像素格式以及怎样设置像素格式. 最后我们通过一个例子运用了上面的几个 知识点, 并且讲解了如何在 OpenGL 中设置全屏模式.
Date: 2010-03-25 13:55:18
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2023年7月19日 23:22
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2023年9月26日 18:42
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2024年1月19日 23:20
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