2.2 窗口创建
好了,现在我们的准备知识已经学完,你以经有了足够的知识来搭建本书后面所一直要使用的OpenGL程序框架了。不过,我们先用最直观的Win32 SDK风格使用C语言编写这个框架。需要注意,某些版本的VC需要将 bool改成BOOL,true 改成 TRUE,false改成FALSE ,请自行修改。下面就直接从代码开始吧。
2.2.1 Win32 SDK风格的框架(1)
打开VC然后创建一个新项目,如图2-1所示。
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| 图2-1 新建项目 |
项目类型选择Win32中的Win32项目,输入项目名称,本示例程序的项目名称为OpenGLFramework,然后选择一个合适的位置存放,点确定按钮,如图2-2所示。
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| (点击查看大图)图2-2 Win32项目 |
然后在“应用程序设置”栏中做如下设置,如图2-3所示。
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| (点击查看大图)图2-3 应用程序设置 |
然后在项目中添加一个新的源文件,并开始向其编写代码,首先要设置好OpenGL库文件的链接:
第12~17行包含链接的库文件。你也可以不写上述代码而是通过直接在VC环境中设置某些选项来完成:Project-> Settings,然后单击LINK标签。在Object/Library Modules选项中的开始处(在 kernel32.lib 前)增加 OpenGL32.lib GLu32.lib 和 GLaux.lib 后单击OK按钮。不过采用宏命令程序进行链接设置则更通用。需要注意的是,Windows平台上并没有提供glew32.lib、glew32.lib、glaux.lib、vfw32.lib等静态库文件,以及其对应的动态库文件,但我们的程序以后可能会用到它们,我们需要到OpenGL的官方网站下载它们,并把它们放在程序所在的文件夹内。如果生成Debug版本的可执行文件后,我们需要将这些动态链接库文件放入可执行文件所在的同一级文件夹内。
接着包含进需要的头文件:
第19~21行包括了我们使用的每个库文件的头文件。需要注意的是,有些书上没有包括glew.h头文件,而是使用gl.h和glu.h代替它。但实际上,在glew.h中已包含了最新的gl.h和glu.h头文件,不过遗憾的是,VC等Windows平台上的开发工具中都没有包含glew.h,这需要我们去OpenGL的官方网站下载,然后你将下载到的glew.h文件也添加到项目中。而如果使用gl.h和glu.h,那么这些开发工具中已经包含了它们。
接下来需要设置程序中使用的全局变量。本节中的程序框架将创建一个空的OpenGL窗口,因此我们暂时还无需设置大量的变量。余下需要设置的变量不多,但十分重要,我们将会在以后所写的每一个OpenGL程序中都要用到它们:
第24行是为了让你的程序能够绘制窗口而创建一个设备环境句柄hDC。hDC将窗口连接到GDI(Graphics Device Interface,图形设备接口)。
第25行中,考虑到每一个OpenGL接口都将被连接到一个渲染环境上,而渲染环境将所有的OpenGL调用命令产生的输出连接到Device Context(设备环境)上。因此,这里将OpenGL的渲染环境句柄(Rendering Context)定义为 hRC 。hRC将OpenGL连接到DC。
第26行的变量 hWnd 将保存由Windows给我们的窗口指派的句柄。
第27行为我们的程序定义了一个应用程序实例句柄hInstance。
第29行设置一个用来监控键盘动作的数组。有许多方法可以监控键盘的动作,但这里的方法很可靠,并且可以处理多个键同时按下的情况。
第30行的active 变量用来告知程序窗口是否处于最小化的状态。如果窗口已经最小化,那么我们可以做从暂停代码执行到退出程序的任何事情。最好能暂停程序,这样可以使得程序不用在后台保持运行。
第31行的fullscreen 变量的作用相当明显。如果我们的程序在全屏状态下运行,那么fullscreen 的值为TRUE,否则为FALSE。这个全局变量的设置十分重要,它让每个过程都知道程序是否运行在全屏状态下。
第34行用于定义回调函数WndProc()。必须这么做的原因是CreateGLWindow()有对WndProc()的引用,但WndProc()在CreateGLWindow()之后才出现。在C语言中,如果我们想要访问一个当前程序段之后的过程和程序段,那么必须在程序开始处先声明所要访问的程序段。
下面代码将实现重置OpenGL窗口大小的功能:
第36~44行的作用是重新设置OpenGL窗口的大小,而不管窗口的大小是否已经改变(假定你没有使用全屏模式)。甚至你无法改变窗口的大小时(例如,你在全屏模式下),它至少仍将运行一次在程序开始时设置透视图。OpenGL场景的尺寸将被设置成它显示时所在窗口的大小。
第45~55行用于设置屏幕的透视图。这样创建了一个现实外观的场景,使得越远的东西看起来越小。此处透视按照第50行基于窗口宽度和高度的45度视角来计算。0.1f,100.0f是我们在场景中所能绘制深度的起点和终点。
第46行的glMatrixMode(GL_PROJECTION)指明接下来的两行代码将影响projection matrix(投影矩阵)。投影矩阵负责为我们的场景增加透视。
第47行的glLoadIdentity()近似于重置。它将所选的矩阵状态恢复成其原始状态。调用 glLoadIdentity()之后为场景设置透视图。
第52行的glMatrixMode(GL_MODELVIEW)指明任何新的变换将会影响 modelview matrix(模型观察矩阵)。模型观察矩阵中存放了我们的物体讯息。最后我们重置模型观察矩阵。如果你还不能理解这些术语的含义,请别着急。在以后的章节里,我还会向大家解释。现在你只需知道如果想获得一个精彩的透视场景,必须这么做。
第56~68行的代码段中,我们将对OpenGL进行所有的设置。我们将设置清除屏幕所用的颜色,打开深度缓存,启用smooth shading(阴影平滑)等。这个例程直到OpenGL窗口创建之后才会被调用。此过程将有返回值。但我们此处的初始化没那么复杂,现在还用不着担心这个返回值。
第59行启用阴影平滑选项GL_SMOOTH。本书将在后续章节中详细地解释阴影平滑。
第60行设置清除屏幕时所用的颜色。如果你对色彩的工作原理不清楚,那么先快速解释一下。色彩值的范围从0.0f到1.0f,0.0f代表最黑的情况,1.0f就是最亮的情况。glClearColor 后的第一个参数是Red Intensity(红色分量),第二个是绿色,第三个是蓝色。最大值也是1.0f,表示特定颜色分量的最亮情况。最后一个参数是Alpha值,当它用来清除屏幕的时候,我们暂时不用关心第四个数字,现在让它为0.0f,后续章节中将解释这个参数。通过混合三种原色(红、绿、蓝),你可以得到不同的色彩,因此,当使用glClearColor(0.0f,0.0f,1.0f,0.0f),你将用亮蓝色来清除屏幕。如果用glClearColor(0.5f,0.0f,0.0f,0.0f),你将使用中红色来清除屏幕,不是最亮(1.0f),也不是最暗 (0.0f)。要得到白色背景,你应该将所有的颜色设成最亮1.0f。如果需要黑色背景,你应该将所有的颜色设为最暗0.0f。
第61~63行设置程序的深度缓存选项。 阌诶斫猓 梢越 疃然捍嫔柘胛 聊缓竺娴牟恪I疃然捍娌欢系囟晕锾褰 肫聊荒诓坑卸嗌罱 懈 佟1窘诘某绦蚱涫得挥姓嬲 褂蒙疃然捍妫 负跛 性谄聊簧舷允 D场景OpenGL程序都使用深度缓存。它的排序决定哪个物体先画。这样你就不会将一个圆形后面的正方形画到圆形上来,深度缓存是OpenGL十分重要的部分。
第66行告诉OpenGL我们希望进行最好的透视修正,这会十分轻微地影响性能,但使透视图看起来好一点。
最后,我们返回TRUE,如果我们希望检查初始化是否OK,我们可以查看返回的 TRUE或FALSE的值;如果有错误发生,你可以加上你自己的代码返回FALSE,目前,我们不管它。
第71~77行包括了所有的绘图代码,任何你所想在屏幕上显示的东西都将在此段代码中出现,以后的每个实例中我都会在程序框架的此处增加新的代码。如果你对OpenGL已经有所了解,那么你可以在 glLoadIdentity()调用之后,返回TRUE值之前,试着添加一些OpenGL代码来绘制一些基本的图元。如果你是OpenGL新手,可以参见后续实例讲解。目前我们所做的全部工作就是将屏幕清除成前面所决定的颜色,清除深度缓存并且重置场景,我们仍没有绘制任何东西。返回TRUE值告知我们的程序没有出现问题,如果你希望程序因为某些原因而中止运行,在返回TRUE值之前增加返回FALSE的代码告知我们的程序绘图代码出错,程序即将退出。
第79~119行代码只在程序退出之前调用,KillGLWindow()的作用是依次释放渲染环境,设备环境和窗口句柄,其中我们已经加入了许多错误检查。如果程序无法销毁窗口的任意部分,都会弹出带相应错误消息的信息窗口,告诉你什么出错了,使你在代码中查错变得更容易些。
第82行检查我们是否处于全屏模式,如果是,我们要切换回桌面。我们本应在禁用全屏模式前先销毁窗口,但在某些显卡上这么做可能会使得桌面崩溃,所以我们还是先禁用全屏模式,这将防止桌面出现崩溃,并在Nvidia和3dfx显卡上都工作得很好!
第84行使用ChangeDisplaySettings(NULL,0)回到原始桌面,将NULL作为第一个参数和0作为第二个参数传递,强制Windows使用当前存放在注册表中的值(默认的分辨率、色彩深度、刷新频率等)来有效地恢复我们的原始桌面,当切换回桌面后,我们还要使得鼠标指针重新可见。
第88行查看我们是否拥有渲染环境hRC,如果没有,程序将跳转至后面的代码查看是否拥有设备环境。
第90行如果存在渲染环境,将查看我们能否释放它(将 hRC从hDC分开),这里请注意我们使用的的查错方法,基本上我们只是让程序尝试释放渲染环境(通过调用wglMakeCurrent(NULL,NULL)),然后再查看释放是否成功,这样就巧妙地将数行代码结合到了一行。
第95行如果不能释放DC和RC描述表,MessageBox()将弹出错误消息,告知DC和RC无法被释放。
第102~106行查看是否存在设备描述表,如果有,则尝试释放它;如果不存在设备描述表,那么将弹出错误消息,并将hDC设为NULL。
第108~112行查看是否存在窗口句柄,调用 DestroyWindow( hWnd )来尝试销毁窗口,如果不能则弹出错误窗口,然后hWnd被设为NULL。
第114~118行注销窗口类,这允许我们正常销毁窗口,接着在打开其他窗口时,不会收到诸如“Windows Class already registered”(窗口类已注册)的错误消息。