OpenGL以及图形学学习方法介绍(二)_gl 消息循环

OpenGL是一个工业标准的三维计算机图形软件接口，它由SGI公司发布并广泛应用于 Unix、OS/2、Windows/NT等多种平台，当然也包括Linux。在Windows/NT平台上，一般的开发工具如VC、BC、 Fortran Powerstation等都支持直接的OpenGL应用的开发；在商用Unix平台上，Motif同样很好的支持OpenGL（毕竟OpenGL最初是工作站上的东西）；那么在Linux上呢？
　　本文不着力于OpenGL编程的方法和技巧，而是把重点放在如何在Linux平台上开发OpenGL程序。介绍支持OpenGL的几个工具包，并辅以详细的实例来阐述。

1. Linux下OpenGL编程环境简介

　　OpenGL不是自由软件，它的版权、商标（OpenGL这个名字）都归SGI公司所有。但在Linux下有OpenGL的取代产品：Mesa。 Mesa提供和OpenGL几乎完全一致的接口，对利用OpenGL API编程的人来说，几乎感觉不到任何差异。Mesa是遵循GPL协议（部分遵循LGPL协议）的自由软件，而且，正是由于Mesa的自由性，它在对新硬件的支持度等方面都超过了OpenGL。Mesa可以从www.mesa3d.org取得。得到Mesa后，依照说明即可生成编写程序所需要的动态、静态连接库和头文件。
　　了解OpenGL的读者都知道，OpenGL本身只提供三维图形接口，不具备绘制窗口、接受响应、处理消息等功能。这些功能必须由第三方的开发环境提供，如上面提及的VC等等。有人会想，既然在Motif下可以开发OpenGL程序，那么，使用Linux下的Lesstif也应该可以。是的，的确可以，但不幸的是，Linux下的Lesstif是一个很不成熟的产品，而且也不具有可移植性，所以应用Lesstif开发的人很少。下面我们简单介绍几个常用的工具包。
　　在Linux下开发OpenGL程序，最常用的工具是GLUT（The OpenGL Utility Toolkit）。它可以创建一个或多个OpenGL窗口，响应、处理用户的交互操作、简单的弹出式菜单以及一些内置的绘图和字体处理功能。GLUT和 OpenGL一样，可以移植于多种平台。由于它良好的表现，现在它已经成为Mesa发布的标准套件之一。
　　另一个很好的开发工具包是 FLTK（Fast Light Tool Kit），这是一个用C++编写的图形界面开发工具。和GTK++、KDE不同，它只关注于图形界面的设计，而尽量不牵涉其他的实际应用。这个特点使得它比其他许多开发工具简练和高效。而且，它同样也是一个具有良好移植性的开发工具。事实上，它现在正引来越来越多人的兴趣，许多商业软件（尤其是致力于开发嵌入式桌面系统的软件）都选用了它作为图形界面的开发工具。关于它的详细情况参见作者的另一篇文章《FLTK---一个优秀的图形界面开发工具包》。在 FLTK里有一个组件：Fl_Gl_Window是专门的OpenGL窗口，利用它开发OpenGL程序相当方便。
　　最后要提的是GTK和 KDE，它们是目前在Linux下用的最多的开发工具。GTK本身并不直接支持OpenGL（新的版本是否支持，尚不太清楚），但有人开发了支持 OpenGL的Widget，叫做GLAREA，需要的读者可以到网上去查找或者与本文作者联系。KDE提供了对OpenGL的支持，但它的缺陷之一是 KDE只运行于Linux系统，不具有可移植性。在这里，我将主要向大家介绍前面两个工具包。

2. 用GLUT开发OpenGL程序

2.1 如何获得
　　GLUT可以从Mesa中获得，读者也可以直接到它的主页去下载它：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 http://reality.sgi.com/employees/mjk_asd/glut3/glut3.html。按照说明安装后在OpenGL 的头文件GL目录下将会有GLUT的头文件glut.h，同时安装的还有库文件libglut.a或libglut.so。有了它们以后，就可以用 GLUT来编程了。

2.2 一个简单的例子
下面，我们先看一个简单的例子。这个例子画一个立体的球。
/* light.c
此程序利用GLUT绘制一个OpenGL窗口，并显示一个加以光照的球。
*/
/* 由于头文件glut.h中已经包含了头文件gl.h和glu.h，所以只需要include 此文件*/
# include < GL / glut.h >
# include < stdlib.h >

/* 初始化材料属性、光源属性、光照模型，打开深度缓冲区 */
void init ( void )
{
GLfloat mat_specular [ ] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };
GLfloat mat_shininess [ ] = { 50.0 };
GLfloat light_position [ ] = { 1.0, 1.0, 1.0, 0.0 };

glClearColor ( 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 );
glShadeModel ( GL_SMOOTH );

glMaterialfv ( GL_FRONT, GL_SPECULAR, mat_specular);
glMaterialfv ( GL_FRONT, GL_SHININESS, mat_shininess);
glLightfv ( GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position);

glEnable (GL_LIGHTING);
glEnable (GL_LIGHT0);
glEnable (GL_DEPTH_TEST);
}
/*调用GLUT函数，绘制一个球*/
void display ( void )
{
glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glutSolidSphere (1.0, 40, 50);
glFlush ();
}
/* 定义GLUT的reshape函数，w、h分别是当前窗口的宽和高*/
void reshape (int w, int h)
{
glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);
glMatrixMode (GL_PROJECTION);
glLoadIdentity ( );
if (w <= h)
glOrtho (-1.5, 1.5, -1.5 * ( GLfloat ) h / ( GLfloat ) w,
1.5 * ( GLfloat ) h / ( GLfloat ) w, -10.0, 10.0 );
else
glOrtho (-1.5 * ( GLfloat ) w / ( GLfloat ) h,
1.5 * ( GLfloat ) w / ( GLfloat ) h, -1.5, 1.5, -10.0, 10.0);
glMatrixMode ( GL_MODELVIEW );
glLoadIdentity ( ) ;
}

/* 定义对键盘的响应函数 */
void keyboard ( unsigned char key, int x, int y)
{
/*按Esc键退出*/
switch (key) {
case 27:
exit ( 0 );
break;
}
}

int main(int argc, char** argv)
{
/* GLUT环境初始化*/
glutInit (&argc, argv);
/* 显示模式初始化 */
glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
/* 定义窗口大小 */
glutInitWindowSize (300, 300);
/* 定义窗口位置 */
glutInitWindowPosition (100, 100);
/* 显示窗口，窗口标题为执行函数名 */
glutCreateWindow ( argv [ 0 ] );
/* 调用OpenGL初始化函数 */
init ( );
/* 注册OpenGL绘图函数 */
glutDisplayFunc ( display );
/* 注册窗口大小改变时的响应函数 */
glutReshapeFunc ( reshape );
/* 注册键盘响应函数 */
glutKeyboardFunc ( keyboard );
/* 进入GLUT消息循环，开始执行程序 */
glutMainLoop( );
return 0;
}
　　从上面的例子中我们可以看出，GLUT采用一种函数注册的机制来实现OpenGL绘图。它的一般流程正如我们上面的注释所写，先是初始化函数，定义窗口，然后执行OpenGL初始化程序，这主要是一些需要全局设置的环境变量。接下来是注册相应事件的函数，包括完成实际绘图工作的绘制程序、改变 OpenGL窗口大小时的响应函数、键盘事件的响应函数和鼠标时间的响应函数。最后调用glutMainLoop（）函数，执行在 glutReshapeFunc和glutDisplayFunc中注册的函数，进入消息循环。当用户通过键盘和鼠标进行交互操作时，它即调用相应的函数。
　　我们编译上面的名为light.c的源文件。假定头文件（目录GL）放在目录/usr/local/include下，库文件（动态库 libGL.so.*、libGLU.so.*和libglut.so.*）在目录/usr/local/lib目录下，并已经运行了ldconfig，则编译命令为：
　　gcc -I/usr/local/include -L/usr/local/lib -L/usr/X11R6/lib -lglut -lGLU -lGL
　　-lX11 -lXext -lXmu -lXi -lm light.c -o light
　　其中的-lX11 -lXert -lXi -lm 是绘制窗口需要的X的库，它们默认在 /usr/X11R6/lib目录下。下面的图一即是运行light的结果，当按下ESC键时，程序会退出。调整窗口大小时，图形自动重绘。注意在上面 reshape函数中，比较w和h的值给出的取景变换，这是一个常用的技巧。

　　　　　　　　　图一

2.3 GLUT简介
　　GLUT常用的函数主要包括以下几类：
　　· 初始化函数。主要就是上面例子中的几个函数。
　　· 消息循环函数。即glutMainLoop函数。
　　· 窗口管理函数。包括窗口的创建、修改、删除等。GLUT支持多个OpenGL窗口。
　　· Overlay管理函数。当用户显卡支持Overlay方式时，可以用这些函数来创建、管理、删除GLUT窗口的Overlay。
　　· 菜单管理函数。定制菜单以及定义菜单相应事件。
　　· 事件注册函数。除了上面例子中提及的外，还有鼠标、空间球（提供三维操作的装备）、特殊键（Ctrl、Shift、F系列键、方向键）等设备的事件注册函数。
　　· 字体绘制函数。用多种字体、字号供选择。
　　· 简单几何体的绘制程序。包括球、立方体、锥体、圆环体、十二面体、八面体、四面体、二十面体和茶壶。每种几何体都有实体和虚线两个选项。
　　· 取状态函数。类似OpenGL的glGet系列函数，取得GLUT的各种状态值。
　　· 颜色索引表函数。
这些函数极大的方便了用户的OpenGL编程。下面我们简略介绍一下几个常用的函数。
　　· glutPostRedisplay（）。发送消息给函数glutMainLoop，请求重绘本窗口。利用此函数可以实现动画。例如在上面的例子中，我们添加一个全局变量：float move=0.0。并定义函数MoveSphere如下：
void MoveSphere ( void )
{
for(int i=0;i<100;i++){
if ( move<1.0) move+=0.1;
else move=0.0;
glutPostRedisplay ( );
}
}
同时修改函数display（）为：
void display ( void )
{
glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glTranslatef ( move, 0.0, 0.0);
glutSolidSphere (1.0, 40, 50);
glFlush ();
}
　　这样，当我们执行函数MoveSphere时，就会看到上面的球从中间向右移动一段距离，然后又回到中心，继续移动。
　　· glutIdleFunc（）函数。这个函数注册一个空闲程序一直在后台运行。我们将上面的MoveSphere函数加以修改，去掉循环，然后在 light.c程序的glutMainLoop（）函数调用前添加一行代码：glutIdleFunc (MoveSphere)；这样我们不需要直接调用函数MoveSphere，程序一运行，它就被反复调用直到我们退出程序为止，这和我们前一版本中它只能循环特定的步数不一样。
　　· glutTimerFunc（）函数。和前面的glutIdleFunc（）函数类似，但不同的是它注册的函数每隔特定的事件发生。时间的单位是毫秒。
　　· glutBitmapCharacter（）函数。用位图方式按指定的字体绘制一个字符串。
　　· glutSolidSphere（）函数。这是绘制几何体类函数中的一个。此函数绘制一个球体。

2.4 一个更有代表性的例子
　　下面我们来看一个稍稍复杂的例子。我们绘制一个平面，用户的左键点击被自动连接成一个多边形。当用户点击右键，会弹出菜单供用户选择。用户可以选择清除、镶嵌和退出。选择清除将回到初始状态；选择镶嵌程序自动对多边形进行三角剖分；选择退出则终止程序。（见图二、图三和图四）

　　　　　　
　　　　　　　图二 　　　　　　　　　　　　　　图三 　　　　　　　　　　　　　　图四
/* tessdemo.c 多边形镶嵌的例子，使用函数gluTessCallback和函数gluTessVertex。*/
#include
#include
#include
#include

/* 定义允许的最大多边形数、多边形允许的最大顶点数和可镶嵌的最大三角形数*/
#define MAX_POINTS 256
#define MAX_CONTOURS 32
#define MAX_TRIANGLES 256

/* 用于菜单选项的枚举类型 */
typedef enum{ QUIT, TESSELATE, CLEAR } menu_entries;
static mode_type mode;

/* 定义绘制模式的枚举类型 */
typedef enum{ DEFINE, TESSELATED } mode_type;
static int menu;
static GLsizei width, height; /* OpenGL窗口的大小 */
static GLuint contour_cnt; /* 记录多边形数目 */
static GLuint triangle_cnt; /* 记录三角形数目 */
static GLuint list_start; /* 用于显示列表 */

/* 多边形结构 */
static struct {
GLfloat p[MAX_POINTS][2];
GLuint point_cnt;
} contours [ MAX_CONTOURS ] ;

/* 三角形结构 */
static struct {
GLsizei no;
GLfloat p [3] [2];
GLclampf color [3] [3];
} triangles [ MAX_TRIANGLES ];

/* 窗口大小改变时，设定width和height值，用于重新绘制网格 */
void set_screen_wh ( GLsizei w, GLsizei h )
{ width = w; height = h; }

void tesse ( void )
{ /* 镶嵌函数，调用gluTess* 函数实现*/ }

/* 对点击鼠标左键事件的响应函数：更新当前多边形顶点数组，并重新绘制 */
void left_down ( int x1, int y1 )
{
GLfloat P[2];
GLuint point_cnt;

/* 将GLUT窗口坐标变换为GL坐标：前者（0，0）在左上角而后者在左下角*/
P[0] = x1; P[1] = height - y1;

/* 更新顶点数据 */
point_cnt = contours [ contour_cnt ] . point_cnt;
contours [ contour_cnt ] . p [ point_cnt ][ 0 ] = P [ 0 ];
contours [ contour_cnt ]. p [ point_cnt ] [ 1 ] = P [ 1 ];

/* 绘制新添加的边，若为第一个点，则绘制一个点 */
glBegin ( GL_LINES );
if ( point_cnt ) {
glVertex2fv ( contours[contour_cnt].p[point_cnt-1] );
glVertex2fv ( P );
}
else {
glVertex2fv ( P );
glVertex2fv ( P );
}
glEnd();
glFinish();
contours[contour_cnt].point_cnt++;
}

/* 点击鼠标中键的响应事件，有些系统可以用同时点击左右键模拟：结束一个多边形 */
void middle_down( int x1, int y1 )
{
GLuint point_cnt;
(void) x1;
(void) y1;
point_cnt = contours[contour_cnt].point_cnt;
/* 连接起始点和最后一个点，构成一个完整的多边形 */
if ( point_cnt > 2 )
{
glBegin( GL_LINES );
glVertex2fv( contours[contour_cnt].p[0] );
glVertex2fv( contours[contour_cnt].p[point_cnt-1] );
contours[contour_cnt].p[point_cnt][0] = -1;
glEnd();
glFinish();
contour_cnt++;
contours[contour_cnt].point_cnt = 0;
}
}

/* 处理鼠标响应的函数，根据按键的类型调用不同的函数：左键和中键。 */
void mouse_clicked( int button, int state, int x, int y )
{
/* 将OpenGL的像素坐标换为背景的网格坐标，背景网格为边长为10的小正方形 */
x -= x%10;
y -= y%10;
switch ( button ) {
case GLUT_LEFT_BUTTON: /* GLUT发现左键被点击 */
if ( state == GLUT_DOWN ) {
left_down( x, y );
}
break;
case GLUT_MIDDLE_BUTTON: /* 中键被点击 */
if ( state == GLUT_DOWN ) {
middle_down( x, y );
}
break;
}
}
/* OpenGL绘制函数，有两种模式 */
void display( void )
{
GLuint i,j;
GLuint point_cnt;

glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT );
switch ( mode )
{
case DEFINE: /* 多边形定义阶段 */
/* 绘制网格，单个网格大小为10像素，网格数目取决于OpenGL窗口大小 */
glColor3f ( 0.6, 0.5, 0.5 );
glBegin ( GL_LINES );
for ( i = 0 ; i < width ; i += 10 ){
for ( j = 0 ; j < height ; j += 10 ) {
glVertex2i ( 0, j );
glVertex2i ( width, j );
glVertex2i ( i, height );
glVertex2i ( i, 0 );
}
}
/* 绘制多边形 */
glColor3f( 1.0, 1.0, 0.0 );
for ( i = 0 ; i <= contour_cnt ; i++ ) {
point_cnt = contours[i].point_cnt;
glBegin( GL_LINES );
switch ( point_cnt ) {
case 0:
break;
case 1:
glVertex2fv ( contours[i].p[0] );
glVertex2fv ( contours[i].p[0] );
break;
case 2:
glVertex2fv( contours[i].p[0] );
glVertex2fv( contours[i].p[1] );
break;
default:
--point_cnt;
for ( j = 0 ; j < point_cnt ; j++ ) {
glVertex2fv ( contours [ i ]. p [ j ] );
glVertex2fv ( contours [ i ] .p [ j+1 ] );
}
if ( contours [ i ].p [ j+1 ] [ 0 ] == -1 )
{
glVertex2fv ( contours [ i ]. p [ 0 ] );
glVertex2fv ( contours [ i ] .p [ j ] );
}
break;
}
glEnd();
}
glFinish();
break;

case TESSELATED: /* 绘制镶嵌后的多边形，显示列表由函数tesse（）给出 */
glColor3f( 0.7, 0.7, 0.0 );
glCallList( list_start );
glLineWidth( 2.0 );
glCallList( list_start + 1 );
glLineWidth( 1.0 );
glFlush();
break;
}
glColor3f( 1.0, 1.0, 0.0 );
}

/* 菜单选项clear的响应函数，将所有变量清零，绘制模式设为DEFINE */
void clear( void )
{
contour_cnt = 0;
contours[0].point_cnt = 0;
triangle_cnt = 0;
mode = DEFINE;
glDeleteLists( list_start, 2 );
list_start = 0;
}

/* 菜单选项quit的响应函数，退出程序 */
void quit( void )
{
exit( 0 );
}

/* 定义菜单的响应函数 */
void menu_selected( int entry )
{
switch ( entry ) {
case CLEAR:
clear ( );
break;
case TESSELATE:
tesse ( );
break;
case QUIT:
quit ( );
break;
}
/* 选择菜单后重绘OpenGL窗口 */
glutPostRedisplay();
}

/* 定义快捷键响应函数 */
void key_pressed( unsigned char key, int x, int y )
{
/* 在此例子中，不需要用表明鼠标位置的变量x和y */
( void ) x; ( void ) y;
/* 针对不同按键，定义动作 */
switch ( key ) {
case 'c':
case 'C':
clear();
break;
case 't':
case 'T':
tesse();
break;
case 'q':
case 'Q':
quit();
break;
}
/* 按键后重绘窗口 */
glutPostRedisplay();
}

/* 执行一些程序的初始化过程 */
void myinit( void )
{
/* 设置窗口背景颜色*/
glClearColor( 0.4, 0.4, 0.4, 0.0 );
glShadeModel( GL_FLAT );
glPolygonMode( GL_FRONT, GL_FILL );

/* 创建一个菜单，并定义菜单项及该菜单对应的响应函数 */
menu = glutCreateMenu( menu_selected );
glutAddMenuEntry( "clear", CLEAR );
glutAddMenuEntry( "tesselate", TESSELATE );
glutAddMenuEntry( "quit", QUIT );
/* 定义菜单动作方式：点击右键弹出 */
glutAttachMenu( GLUT_RIGHT_BUTTON );

/* 注册鼠标事件响应函数 */
glutMouseFunc( mouse_clicked );
/* 注册键盘事件响应函数 */
glutKeyboardFunc( key_pressed );

contour_cnt = 0;
mode = DEFINE;
}

/* 定义窗口大小改变时的响应 */
static void reshape( GLsizei w, GLsizei h )
{
glViewport( 0, 0, w, h );

glMatrixMode( GL_PROJECTION );
glLoadIdentity();
glOrtho( 0.0, (GLdouble)w, 0.0, (GLdouble)h, -1.0, 1.0 );
glMatrixMode( GL_MODELVIEW );
glLoadIdentity();
set_screen_wh( w, h );
}

int main( int argc, char **argv )
{
/* 创建窗口 */
glutInit ( & argc, argv );
glutInitDisplayMode ( GLUT_SINGLE | GLUT_RGB );
glutInitWindowSize ( 400, 400 );
glutCreateWindow( argv[0] );

myinit();

glutDisplayFunc( display );
glutReshapeFunc( reshape );

glutMainLoop();
return 0;
}

3. 用FLTK开发OpenGL程序

　　从上面的例子我们不难看出，虽然GLUT为实现OpenGL编程提供了可能，但是作为应用程序，它是远远不够的。它只提供了原始、简陋的控制和操作方式，没有一般应用程序所需要的按钮、菜单条、输入框等控件。事实上，GLUT并不是用来单独开发应用程序的，它是用作介于OpenGL函数接口和一般的图形界面开发接口之间的过渡层。在这一点上，它无疑是成功的。Mesa选择它作为标准套件分发，大多数图形界面开发工具也保持与它的兼容性。从而使得用 GLUT开发的OpenGL程序有良好的可移植性。
　　和GLUT不同，FLTK本身是一个图形界面开发工具，使用它完全可以开发实用的、商用的应用程序。FLTK用C++编写，使用面向对象的开发技术，它提供多种组件供用户选用，每个组件有自己的属性和事件。在这里，我们主要讲述它的 OpenGL窗口组件：Fl_Gl_Window，并充分使用C++的特性。
　　这一节里，我们绘制一个可以自由旋转、平移、放缩的小立方体。程序运行后如图五所示。整个窗口是一个由Fl_Window组件定义的一般窗口，中间是一个OpenGL窗口。我们使用了一些控制工具来调整小立方体的属性。上面的Zoom标尺调整它的大小，左边和下边各有一个平移标尺和一个旋转标尺，调整小立方体的位置和角度。这些标尺都是FLTK的标准组件，它们的作用是根据用户的动作返回特定的整数或符点数。

　　　

　　Fl_Gl_Window最重要的是两个虚函数：draw（）、handle（）和成员函数redraw（）。函数draw（）中定义绘制内容，创建窗口和窗口大小改变是这个函数被自动调用。函数handle（）中定义对各种键盘、鼠标事件的响应。当有键盘、鼠标事件响应时，这个函数被自动调用，如何有响应事件的函数被定义，则会执行此函数。函数redraw（）重绘窗口。在这个叫做CubeView的例子中，我们派生Fl_Gl_Window，得到绘制我们这个小立方体的OpenGL窗口。

// 文件CubeView.cxx，派生Fl_Gl_Window，得到绘制小立方体的OpenGL窗口
#include
#include
#include
#include
#include
// 派生类CubeView的定义
class CubeView : public Fl_Gl_Window {
public:
double size; // 定义小立方体的大小，供glScalef（）函数使用
// 构造函数，派生自Fl_Gl_Window，定义窗口大小和标题
CubeView(int x,int y,int w,int h,const char *l=0);
// 设置和取得垂直方向的旋转角度，供组件标尺调用
void v_angle(float angle){vAng=angle;};
float v_angle(){return vAng;};
// 设置和取得水平方向的旋转角度，供组件标尺调用
void h_angle(float angle){hAng=angle;};
float h_angle(){return hAng;};
// 设置水平和垂直方向的偏移量
void panx(float x){xshift=x;};
void pany(float y){yshift=y;};

void draw();
private:
void drawCube();
float vAng,hAng;
float xshift,yshift;
float boxv0[3];float boxv1[3];
float boxv2[3];float boxv3[3];
float boxv4[3];float boxv5[3];
float boxv6[3];float boxv7[3];
};

// 构造函数的定义
CubeView::CubeView(int x,int y,int w,int h,const char *l)
: Fl_Gl_Window(x,y,w,h,l)
{
// 设置变换初值
vAng = 0.0;
hAng=0.0;
size=10.0;
// 设置小立方体顶点参数
boxv0[0] = -0.5; boxv0[1] = -0.5; boxv0[2] = -0.5;
boxv1[0] = 0.5; boxv1[1] = -0.5; boxv1[2] = -0.5;
boxv2[0] = 0.5; boxv2[1] = 0.5; boxv2[2] = -0.5;
boxv3[0] = -0.5; boxv3[1] = 0.5; boxv3[2] = -0.5;
boxv4[0] = -0.5; boxv4[1] = -0.5; boxv4[2] = 0.5;
boxv5[0] = 0.5; boxv5[1] = -0.5; boxv5[2] = 0.5;
boxv6[0] = 0.5; boxv6[1] = 0.5; boxv6[2] = 0.5;
boxv7[0] = -0.5; boxv7[1] = 0.5; boxv7[2] = 0.5;
};

void CubeView::drawCube() {
// 绘制一个半透明的立方体
#define ALPHA 0.5
glShadeModel(GL_FLAT);
// 用不同的颜色绘制六个面
glBegin(GL_QUADS);
glColor4f (0.0, 0.0, 1.0, ALPHA );
glVertex3fv ( boxv0 ); glVertex3fv ( boxv1 ); glVertex3fv ( boxv2 ); glVertex3fv( boxv3 );

glColor4f(1.0, 1.0, 0.0, ALPHA);
glVertex3fv ( boxv0 ); glVertex3fv ( boxv4 ); glVertex3fv ( boxv5 ); glVertex3fv ( boxv1 );

glColor4f(0.0, 1.0, 1.0, ALPHA);
glVertex3fv ( boxv2 ); glVertex3fv ( boxv6 ); glVertex3fv ( boxv7 ); glVertex3fv ( boxv3 );

glColor4f(1.0, 0.0, 0.0, ALPHA);
glVertex3fv ( boxv4 ); glVertex3fv ( boxv5 ); glVertex3fv ( boxv6 ); glVertex3fv ( boxv7 );

glColor4f(1.0, 0.0, 1.0, ALPHA);
glVertex3fv ( boxv0 ); glVertex3fv ( boxv3 ); glVertex3fv ( boxv7 ); glVertex3fv ( boxv4 );

glColor4f(0.0, 1.0, 0.0, ALPHA);
glVertex3fv ( boxv1 ); glVertex3fv ( boxv5 ); glVertex3fv ( boxv6 ); glVertex3fv ( boxv2 );
glEnd();

// 绘制立方体的轮廓线，一共12条
glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);
glBegin(GL_LINES);
glVertex3fv ( boxv0 ); glVertex3fv ( boxv1 );
glVertex3fv ( boxv1 ); glVertex3fv ( boxv2 );
glVertex3fv ( boxv2 ); glVertex3fv ( boxv3 );
glVertex3fv ( boxv3 ); glVertex3fv ( boxv0 );
glVertex3fv ( boxv4 ); glVertex3fv ( boxv5 );
glVertex3fv ( boxv5 ); glVertex3fv ( boxv6 );
glVertex3fv ( boxv6 ); glVertex3fv ( boxv7 );
glVertex3fv ( boxv7 ); glVertex3fv ( boxv4 );
glVertex3fv ( boxv0 ); glVertex3fv ( boxv4 );
glVertex3fv ( boxv1 ); glVertex3fv ( boxv5 );
glVertex3fv ( boxv2 ); glVertex3fv ( boxv6 );
glVertex3fv ( boxv3 ); glVertex3fv ( boxv7 );
glEnd();
};

void CubeView::draw() {
if (!valid ( ) ) {
//valid（）当窗口大小改变时改变，导致这一部分内容被执行，重新设置窗口
glLoadIdentity();
glViewport(0,0,w(),h());
glOrtho(-10,10,-10,10,-20000,10000);
glEnable(GL_BLEND);
glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
}

glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );
glPushMatrix ( );
// 变换。参数绘被外部函数修改
glTranslatef ( xshift, yshift, 0);
glRotatef ( hAng, 0, 1, 0 ); glRotatef ( vAng, 1, 0, 0 );
glScalef ( float ( size ), float ( size ) , float ( size ) );
// 绘制立方体
drawCube ( );
glPopMatrix ( );
};
上面的类CubeView定义了一个绘制立方体的OpenGL窗口，外部函数可以调用它的成员函数v_angle、h_angle、panx、pany等来修改这个小立方体的属性，修改以后，可以调用函数redraw（）来刷新窗口。在下面的CubeViewUI.cxx中，我们定义类 CubeViewUI，它绘制主窗口，并在其中定义了类CubeView的一个实例：cube。它同时还定义了用来控制立方体属性的5个标尺，当用户操作标尺时，这些标尺调用v_angle等函数来设置绘制立方体的一些参数。这一部分和我们的主题关系不大，不给出具体的代码。最后，我们定义main函数，它的内容相当的简单。
#include "CubeViewUI.h"
int main(int argc, char **argv) {
// 定义类CubeViewUI的一个实例
CubeViewUI *cvui=new CubeViewUI;
// 设置FLTK窗口显示模式
Fl::visual(FL_DOUBLE|FL_INDEX);
cvui->show();
// 进入消息循环
return Fl::run();
}
我们编译、连接并执行程序，就可以得到如图五所示的结果。从上面的例子我们可以看出使用FLTK编写OpenGL程序的一些优点，和GLUT它结构清晰，使用方便，而且它和GLUT是兼容的。除了glutInit（）、glutMainLoop（）等少数函数外，大部分GLUT函数可以在FLTK中使用。 FLTK本身也提供了许多OpenGL函数，如绘制字符串的gl_draw（）等。

4. 结束语

　　熟悉掌握了Linux下OpenGL的开发环境距离开发OpenGL程序还有很大的距离，毕竟问题的难点是如何很好的使用OpenGL的API。本文为即将在Linux下开发OpenGL的读者作一些铺垫和准备工作，希望并相信对大家有所帮助。

http://www.OpenGL.org

http://www.owlei.com/DancingWind/

http://www.opengl.org/sdk/docs/man/

http://blog1.poco.cn/myBlogDetail-htx-id-1423533-userid-16471491-pri--n-0.xhtml

http://www.chinagcn.com/blog/?action-category-catid-96

http://www.lighthouse3d.com/

http://www.gametutorials.com/gtstore/c-1-test-cat.aspx

怎样开始学习OpenGL:
你可以在OpenGL的官方网站http://www.OpenGL.org的Documentation中下载到官方教程和例子程序：
The OpenGL Programming Guide,这就是著名的red book（“红皮书”）

如果你英语不好，那么推荐你阅读:
《OpenGL超级宝典》是一本相当不错的中文教程。可以在http://www.vrforum.cn/forumdisplay.php?fid=29找到它的例子代码
《OpenGL编程权威指南》他是red book的中文译本，它的例子也就是red book的例子。

*Nate Robin的例子对你理解OpenGL很有帮助。http://www.gamedev.net/reference/articles/article839.asp

*The OpenGL Reference Manual（blue book）并不是一本入门教材，而是一本函数参考手册，可以从http://www.OpenGL.org的Documentation中下载下来，在实际学习中查询用

*NeHe的例子也是大家所喜爱的初学者例子。http://nehe.gamedev.net，在http://www.chinagamedev.net还有一部分的中文译文

***nehe的简单窗口例子（第二课）几乎含盖世界上的所有语言，如果想用自己喜欢的独特语言，可以参考http://nehe.gamedev.net/data/lessons/lesson.asp?lesson=02最下方的联接，并结合C++的例子学习（大多数教材都是基于C++的，不过幸好我们真正关注的是OpenGL本身）
***Nehe这一课关注于窗口的建立，并以下语言的移植版本，按字母排序（我就不删除这些厄余信息了，这实在太多了>_< !）

怎样安装GLUT库：
OpenGL的例子大都需要用到OpenGL应用工具包：GLUT库，下面讲讲怎样安装它

Visual C++ 6.0 HOWTO：
1。下载GLUT库：http://www.opengl.org/resources/libraries/glut/glutdlls37beta.zip
2。将压缩包内的glut.h放到.../Microsoft Visual Studio/VC98/Include/GL目录下
    将glut32.lib放到.../Microsoft Visual Studio/VC98/Lib目录下
    将glut32.dll放到X:/windows/systom32目录下（win98用户放到X:/windows/systom目录下）
3。建立一个控制台工程Win32 Console Application，加入hello.c并运行：
#include <GL/glut.h>

void display(void)
{
    glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);/* clear all pixels   */
    glColor3f (1.0, 1.0, 1.0);
    glBegin(GL_POLYGON);/* draw white polygon with corners at(0.25, 0.25, 0.0) and (0.75, 0.75, 0.0)*/
       glVertex3f (0.25, 0.25, 0.0);
       glVertex3f (0.75, 0.25, 0.0);
       glVertex3f (0.75, 0.75, 0.0);
       glVertex3f (0.25, 0.75, 0.0);
    glEnd();
    glFlush ();/* start processing buffered OpenGL routines   */
}

void init (void)
{
    glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);/* select clearing color   */
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    glOrtho(0.0, 1.0, 0.0, 1.0, -1.0, 1.0);/* initialize viewing values   */
}

int main(int argc, char** argv)
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);/*Declare initial display mode(single buffer and RGBA).*/
    glutInitWindowSize (250, 250); /*Declare initial window size.*/
    glutInitWindowPosition (100, 100);/*Declare initial window position.*/
    glutCreateWindow ("hello");/*Open window with "hello"in its title bar.*/ 
    init ();/*Call initialization routines.*/
    glutDisplayFunc(display); /*Register callback function to display graphics.*/
    glutMainLoop();/*Enter main loop and process events.*/
    return 0;    /* ANSI C requires main to return int. */
}

Dev CPP HOWTO：
1。下载GLUT库：http://www.cs.uofs.edu/~mpc3/cmps370/glut-MingW-DEV-C++.zip
2。将压缩包内的glut.h放到.../Dev-Cpp/include/GL目录下
    将libglut.a和glut32.def放到.../Dev-Cpp/lib目录下
    将glut32.dll放到X:/windows/systom32目录下（win98用户放到X:/windows/systom目录下）
3。建立一个控制台工程Console Application，修改工程属性project options中的参数parameter中的连接器linker，加入库或者对象addlibrary or object中加入：
.../Dev-Cpp/lib/libglu32.a
.../Dev-Cpp/lib/libglut32.a
.../Dev-Cpp/lib/libopengl32.a
或直接键入-lopengl32 -lglu32 -lglut32

4。加入hello.c并运行：
#include <GL/glut.h>

void display(void)
{
    glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);/* clear all pixels   */
    glColor3f (1.0, 1.0, 1.0);
    glBegin(GL_POLYGON);/* draw white polygon with corners at(0.25, 0.25, 0.0) and (0.75, 0.75, 0.0)*/
       glVertex3f (0.25, 0.25, 0.0);
       glVertex3f (0.75, 0.25, 0.0);
       glVertex3f (0.75, 0.75, 0.0);
       glVertex3f (0.25, 0.75, 0.0);
    glEnd();
    glFlush ();/* start processing buffered OpenGL routines   */
}

void init (void)
{
    glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);/* select clearing color   */
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    glOrtho(0.0, 1.0, 0.0, 1.0, -1.0, 1.0);/* initialize viewing values   */
}

int main(int argc, char** argv)
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);/*Declare initial display mode(single buffer and RGBA).*/
    glutInitWindowSize (250, 250); /*Declare initial window size.*/
    glutInitWindowPosition (100, 100);/*Declare initial window position.*/
    glutCreateWindow ("hello");/*Open window with "hello"in its title bar.*/ 
    init ();/*Call initialization routines.*/
    glutDisplayFunc(display); /*Register callback function to display graphics.*/
    glutMainLoop();/*Enter main loop and process events.*/
    return 0;    /* ANSI C requires main to return int. */
}

for JAVA HOWTO：
如果你是JAVA程序员，我向你推荐JOGL，JOGL项目是目前流行的OpenGL的JAVA绑定，它的官方主页是https://jogl.dev.java.net
当前的JOGL支持OpenGL 1.5，和绝大多数的扩展，当然如果你是OpenGL高手，你会知道，只要本地环境支持，我们一样可以调用JOGL没有提供的OpenGL扩展函数。（详细请看JGOL source code和JNI）
好吧,假定你有一个JAVA的编译环境，你的JAVA SDK版本在1.42以上，（你可以下载到netbeans,Eclipse,它们都是free的IDE）

安装步骤：
1。在https://jogl.dev.java.net的Precompiled binaries and documentation的Release Builds 2004的1.1b07 - November 19目录
    下载jogl.jar和jogl-natives-win32.jar（不是windows用户的话，下载jogl-natives-myos.jar）
2。将jogl.jar安装到CLASSPATH
3。运行下面程序，得到java.library.path
public class try {
    public static void main(String[] args)
    {
System.out.println(System.getProperty("java.library.path"));
} 
}
4。
在WINDOWS上，解压缩jogl-natives-win32.jar，将jogl.dll和joglcg.dll放到任意的java.library.path目录中
在linux上，是两个。SO文件，将其放到任意的java.library.path目录中，有可能你需要ROOT权限，这取决于你的JRE是不是在你的目录下，或许你也可以在自己的根目录中部署JRE，再部署这两个。SO文件，DIY yourself !

5。运行看下面的程序,它能跑就说明安装好了
public class zaishishi {
     public static void main(String[] args)
     {
         System.loadLibrary("jogl" );
     }
}
6。运行我们的例子hello.java
import net.java.games.jogl.*;

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

public class hello
{
     public static void main( String[] args )
     {
         try
         {
             Frame Frame = new Frame("hello"); /*Open window with "hello"in its title bar.*/
             Frame.setSize(250,250); /*Declare initial window size.*/

             GLCapabilities glCaps = new GLCapabilities();

             GLCanvas canvas = GLDrawableFactory.getFactory().createGLCanvas( glCaps );
             canvas.addGLEventListener(new Renderer());
             Frame.add( canvas );

             final Animator animator = new Animator( canvas);
             Frame.addWindowListener(new WindowAdapter() {
                 public void windowClosing(WindowEvent e) {
                     animator.stop();
                     System.exit(0);
                 }
               });
         Frame.show();
         animator.start();
         }
         catch( Exception e )
         {
             e.printStackTrace();
         }
     }
}
class Renderer implements GLEventListener
{
     private GL               gl;
     private GLDrawable       glDrawable;

     public void init(GLDrawable drawable)
     {
         this.gl = drawable.getGL();
         this.glDrawable = drawable;
         drawable.setGL( new DebugGL(drawable.getGL() ));
      gl.glClearColor (0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);/* select clearing color   */
      gl.glMatrixMode(GL.GL_PROJECTION);
      gl.glLoadIdentity();
      gl.glOrtho(0.0, 1.0, 0.0, 1.0, -1.0, 1.0);/* initialize viewing values   */
     }

     public void display(GLDrawable drawable)
     {
         gl.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT);/* clear all pixels   */
         gl.glLoadIdentity();
         gl.glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f );
         gl.glBegin( GL.GL_POLYGON); /* draw white polygon with corners at(0.25, 0.25, 0.0) and (0.75, 0.75, 0.0)*/
         gl.glVertex3f (0.25f, 0.25f, 0.0f);
         gl.glVertex3f (0.75f, 0.25f, 0.0f);
         gl.glVertex3f (0.75f, 0.75f, 0.0f);
         gl.glVertex3f (0.25f, 0.75f, 0.0f);
         gl.glEnd();
gl.glFlush();/* start processing buffered OpenGL routines   */
     }

     public void reshape(GLDrawable drawable, int x, int y, int width, int height)
     {
     }

     public void displayChanged(GLDrawable drawable, boolean modeChanged, boolean deviceChanged)
     {
     }

}

opengl 显示汉字

void glDrawString(unsigned char *str) 
{ 
GLYPHMETRICSFLOAT pgmf[1];
HDC hDC=wglGetCurrentDC(); 
DWORD dwChar; 
int ListNum; 
for(size_t i=0;i<strlen((char *)str);i++) 
    { 
      if(IsDBCSLeadByte(str[i])) 
        {dwChar=(DWORD)((str[i]<<8)|str[i+1]);i++;} 
      else dwChar=str[i]; 
      ListNum=glGenLists(1); 
      bool ret=false; 
      ret=wglUseFontOutlines(hDC,dwChar,1,ListNum,0.0,0.1,WGL_FONT_LINES,pgmf); 
      glCallList(ListNum); 
      glDeleteLists(ListNum,1); 
    } 
}

有两种方法：一是使用glDrawPixels（）直接绘制，另一种是使用纹理贴上去。部分透明效果需要加上Alpha测试。

BITMAP文件读取与保存。参考http://book.csdn.net/bookfiles/780/10078023501.shtml

AUX_RGBImageRec* myimage;
unsigned char *image;
myimage=auxDIBImageLoad("tree1.bmp");
//makeTexture(myimage);
int width,height;
width=myimage->sizeX;
height=myimage->sizeY;
FILE *fp;
fp=fopen("tree1.bmp","rb");
if(!fp) return;
fseek(fp,54,SEEK_SET);读取24位真彩色位图
image=(unsigned char *)malloc(width*height*3);
int rc;
rc=fread(image,sizeof(unsigned char),width*height*3,fp);
fclose(fp);
BYTE texture[256][256][4];//注意：每个像素占用4个字节，不是原来的3个。
for(int i=0;i<width;i++)
{
for(int j=0;j<height;j++)
{
//把颜色值写入
texture[i][j][0] = (GLubyte)*(image+i*width*3+j*3);
texture[i][j][1] = (GLubyte)*(image+i*width*3+j*3+1);
texture[i][j][2] = (GLubyte)*(image+i*width*3+j*3+2);
//设置alpha值,假设白色为透明色
if(texture[i][j][0]==255 && texture[i][j][1]==255 && texture[i][j][2]==255)
texture[i][j][3] = 0;//透明，设为 0
else
texture[i][j][3] = 255;//不透明，设为 255, 也就是以后用的1.0
}
}

//映射纹理
glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT,1);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D,0,4,width,height,0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE,texture);
gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D,4,width,height,GL_RGBA,GL_UNSIGNED_BYTE,texture);
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAP_S,GL_CLAMP);
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAP_T,GL_CLAMP);
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_NEAREST);
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_NEAREST);
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV,GL_TEXTURE_ENV_MODE,GL_MODULATE);
glEnable(GL_TEXTURE_2D);
glEnable(GL_BLEND);
glEnable(GL_ALPHA_TEST);
glAlphaFunc(GL_GREATER ,0);//0.5可以换成任何在0~1之间的数