对OpenGL的初步认识及多版本框架介绍（基于NeHe的OpenGL教程）

由于以后接触的技术和图形有关，所以最近也是来学学习一下opengl的相关知识点。当然有看到《opengl编程指南》这本红宝书，但是对于初学者来言，这本书需要花很多精力，所以我找到了《NeHe的opengl》教程，并且自己搭了环境，尝试着利用这个教程来提升自己对于opengl的认知。我将持续更新OpenGL系列，当然只是学习的心得，尊重原作者NeHe的一片好意，感谢作者为我们提供了这么有用的知识。

读完教程的前序部分，还是有点混乱的，因为教程提供的SDK以及源码的下载链接都已失效，所以我只能在网上搜索相关资源。最终下载并整理到了三个版本，glut_win32版本，oo_win32版本，nehe_sdk版本。教程上前期介绍的框架是基于nehe_sdk的，但是后面的48课全部是基于glut_win32的，所以对于oo_win32版本和nehe_sdk版本我只写了简单的程序。下面我将依次将三种构架介绍给大家（对于oo_win32版本和nehe_sdk版本我将大部分引用作者的原话，对于glut_win32版本我将多说一些），使用VC++6.0开发工具。

oo_win32版本：

面向对象的win32框架，在网上下载到了源码，改了其中的一些小错误之后，程序正常运行。

引用nehe的原话：

#####

为了使用这个框架，你必须熟记以下四个函数，我们用它来完成OpenGL的逻辑：

* bool Initialize();

* 执行所有的初始化工作，如果成功函数返回true

*

* void Deinitialize();

* 执行所有的卸载工作

*

* void Update(DWORD milliseconds);

* 执行所有的更新操作，传入的参数为两次操作经过的时间，以毫秒为单位

*

* void Draw();

* 执行所有的绘制操作

如果你需要自己创建工程，请把这个目录你所有的*.h,*.cpp,*.lib文件拷贝到你创建的工程中，并把Example文件改名，记得在*.cpp文件中的头文件也需要做相应的更改。

#####

nehe_sdk版本：

将nehe sdk下载下来，在工程设置里包含了sdk/include中的xx.h文件和sdk/lib中的xx.lib文件后，修改draw.cpp中的代码实现了一个简单的程序。

引用nehe的原话：

#####

这个框架分为两个部分，启用main.cpp文件完成创建窗口，提供必需的全局变量和执行程序循环等固定的功能。在以后的演示程序中一般不在改变。draw.cpp文件完成具体的绘制操作，它随你的应用而变化。

main.cpp的所有功能在前面的课程中都详细讲解过，这里只是把整个程序结构在说明一下，让你有一个清晰的认识。下面是它的七大结构

头文件和全局变量

Windows主函数

根据用户设置配置OpenGL的窗口

创建OpenGL运行的窗口，并返回窗口的句柄

设置绘制字体的参数

程序循环

退出程序

draw.cpp文件中主要完成你特定功能的绘制操作，为了以后的演示方便，我们定义了一些默认函数，当你熟悉了以后，完全可以使用自己的函数替代这些功能简单的“玩具函数:)”。它主要提供了绘制函数的接口，完成以下四个功能：

头文件和全局变量

初始化场景

设置默认的视口棱台体

绘制场景

最后在说一句，最好在初始化时载入纹理，这样你不用在绘制时反复载入文件，这样可以提高效率。

#####

glut_win32版本：

首先下载gult工具包，将其解压，会有5个文件（glut.h,glut.lib,glut32.lib,glut.dll,glut32.dll），找到VC++6.0的include路径，一般在X:\Microsoft Visual Studio\VC98\Include\GL，把glut.h放入gl文件夹，把glut.lib，glut32.lib放入lib文件夹（lib文件夹与include文件夹在同一目录下），最后把glut.dll,glut32.dll放入system32文件夹下（C:\WINDOWS\system32）。记得在工程->设置->连接->工程选项添加opengl32.lib
glu32.lib glut32.lib这三个lib。

接下来直接附上glut_win32框架的源码，刚好也是lession1的内容（根据作者提供的代码整理而得）：

#####

#include <windows.h>		// Windows的头文件
#include <GL/glut.h>		// 包含OpenGL实用库

HGLRC           hRC=NULL;							// 窗口着色描述表句柄
HDC             hDC=NULL;							// OpenGL渲染描述表句柄
HWND            hWnd=NULL;							// 保存我们的窗口句柄
HINSTANCE       hInstance;							// 保存程序的实例

bool	keys[256];								// 保存键盘按键的数组
bool	active=TRUE;								// 窗口的活动标志，缺省为TRUE
bool	fullscreen=TRUE;							// 全屏标志缺省，缺省设定成全屏模式

LRESULT	CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);				// WndProc的定义

GLvoid ReSizeGLScene(GLsizei width, GLsizei height)				// 重置OpenGL窗口大小
{
if (height==0)								// 防止被零除
{
height=1;							// 将Height设为1
}

glViewport(0, 0, width, height);					// 重置当前的视口
glMatrixMode(GL_PROJECTION);						// 选择投影矩阵
glLoadIdentity();							// 重置投影矩阵

// 设置视口的大小
gluPerspective(45.0f,(GLfloat)width/(GLfloat)height,0.1f,100.0f);

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);						// 选择模型观察矩阵
glLoadIdentity();							// 重置模型观察矩阵
}

int InitGL(GLvoid)								// 此处开始对OpenGL进行所有设置
{
glShadeModel(GL_SMOOTH);						// 启用阴影平滑
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
glClearDepth(1.0f);							// 设置深度缓存
glEnable(GL_DEPTH_TEST);						// 启用深度测试
glDepthFunc(GL_LEQUAL);							// 所作深度测试的类型
glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);			// 告诉系统对透视进行修正
return TRUE;								// 初始化 OK
}

int DrawGLScene(GLvoid)								// 从这里开始进行所有的绘制
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);			// 清除屏幕和深度缓存
glLoadIdentity();							// 重置当前的模型观察矩阵
return TRUE;								//  一切 OK
}
GLvoid KillGLWindow(GLvoid)							// 正常销毁窗口
{
if (fullscreen)								// 我们处于全屏模式吗?
{
ChangeDisplaySettings(NULL,0);					// 是的话，切换回桌面
ShowCursor(TRUE);						// 显示鼠标指针
}
if (hRC)								// 我们拥有OpenGL渲染描述表吗?
{
if (!wglMakeCurrent(NULL,NULL))					// 我们能否释放DC和RC描述表?
{
MessageBox(NULL,"释放DC或RC失败。","关闭错误",MB_OK | MB_ICONINFORMATION);
}
if (!wglDeleteContext(hRC))					// 我们能否删除RC?
{
MessageBox(NULL,"释放RC失败。","关闭错误",MB_OK | MB_ICONINFORMATION);
}
hRC=NULL;							// 将RC设为 NULL
}
if (hDC && !ReleaseDC(hWnd,hDC))					// 我们能否释放 DC?
{
MessageBox(NULL,"释放DC失败。","关闭错误",MB_OK | MB_ICONINFORMATION);
hDC=NULL;							// 将 DC 设为 NULL
}
if (hWnd && !DestroyWindow(hWnd))					// 能否销毁窗口?
{
MessageBox(NULL,"释放窗口句柄失败。","关闭错误",MB_OK | MB_ICONINFORMATION);
hWnd=NULL;							// 将 hWnd 设为 NULL
}
if (!UnregisterClass("OpenG",hInstance))				// 能否注销类?
{
MessageBox(NULL,"不能注销窗口类。","关闭错误",MB_OK | MB_ICONINFORMATION);
hInstance=NULL;							// 将 hInstance 设为 NULL
}
}

BOOL CreateGLWindow(char* title, int width, int height, int bits, bool fullscreenflag)
{
GLuint		PixelFormat;						// 保存查找匹配的结果
WNDCLASS	wc;							// 窗口类结构
DWORD		dwExStyle;						// 扩展窗口风格
DWORD		dwStyle;						// 窗口风格
RECT WindowRect;							// 取得矩形的左上角和右下角的坐标值
WindowRect.left=(long)0;						// 将Left   设为 0
WindowRect.right=(long)width;						// 将Right  设为要求的宽度
WindowRect.top=(long)0;							// 将Top    设为 0
WindowRect.bottom=(long)height;						// 将Bottom 设为要求的高度
fullscreen=fullscreenflag;						// 设置全局全屏标志
hInstance		= GetModuleHandle(NULL);			// 取得我们窗口的实例
wc.style		= CS_HREDRAW | CS_VREDRAW | CS_OWNDC;		// 移动时重画，并为窗口取得DC
wc.lpfnWndProc		= (WNDPROC) WndProc;				// WndProc处理消息
wc.cbClsExtra		= 0;						// 无额外窗口数据
wc.cbWndExtra		= 0;						// 无额外窗口数据
wc.hInstance		= hInstance;					// 设置实例
wc.hIcon		= LoadIcon(NULL, IDI_WINLOGO);			// 装入缺省图标
wc.hCursor		= LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);			// 装入鼠标指针
wc.hbrBackground	= NULL;						// GL不需要背景
wc.lpszMenuName		= NULL;						// 不需要菜单
wc.lpszClassName	= "OpenG";					// 设定类名字
if (!RegisterClass(&wc))						// 尝试注册窗口类
{
MessageBox(NULL,"注册窗口失败","错误",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
return FALSE;							// 退出并返回FALSE
}
if (fullscreen)								// 要尝试全屏模式吗?
{
DEVMODE dmScreenSettings;						// 设备模式
memset(&dmScreenSettings,0,sizeof(dmScreenSettings));			// 确保内存清空为零
dmScreenSettings.dmSize=sizeof(dmScreenSettings);			// Devmode 结构的大小
dmScreenSettings.dmPelsWidth	= width;				// 所选屏幕宽度
dmScreenSettings.dmPelsHeight	= height;				// 所选屏幕高度
dmScreenSettings.dmBitsPerPel	= bits;					// 每象素所选的色彩深度
dmScreenSettings.dmFields=DM_BITSPERPEL|DM_PELSWIDTH|DM_PELSHEIGHT;
// 尝试设置显示模式并返回结果。注: CDS_FULLSCREEN 移去了状态条。
if (ChangeDisplaySettings(&dmScreenSettings,CDS_FULLSCREEN)!=DISP_CHANGE_SUCCESSFUL)
{
// 若模式失败，提供两个选项：退出或在窗口内运行。
if (MessageBox(NULL,"全屏模式在当前显卡上设置失败！\n使用窗口模式？","NeHe G",MB_YESNO|MB_ICONEXCLAMATION)==IDYES)
{
fullscreen=FALSE;				// 选择窗口模式(Fullscreen=FALSE)
}
else
{
// 弹出一个对话框，告诉用户程序结束
MessageBox(NULL,"程序将被关闭","错误",MB_OK|MB_ICONSTOP);
return FALSE;					//  退出并返回 FALSE
}
}
}
if (fullscreen)								// 仍处于全屏模式吗?
{
dwExStyle=WS_EX_APPWINDOW;					// 扩展窗体风格
dwStyle=WS_POPUP;						// 窗体风格
ShowCursor(FALSE);						// 隐藏鼠标指针
}
else
{
dwExStyle=WS_EX_APPWINDOW | WS_EX_WINDOWEDGE;			// 扩展窗体风格
dwStyle=WS_OVERLAPPEDWINDOW;					//  窗体风格
}
AdjustWindowRectEx(&WindowRect, dwStyle, FALSE, dwExStyle);		// 调整窗口达到真正要求的大小
if (!(hWnd=CreateWindowEx(	dwExStyle,				// 扩展窗体风格
"OpenG",				// 类名字
title,					// 窗口标题
WS_CLIPSIBLINGS |			// 必须的窗体风格属性
WS_CLIPCHILDREN |			// 必须的窗体风格属性
dwStyle,				// 选择的窗体属性
0, 0,					// 窗口位置
WindowRect.right-WindowRect.left,	// 计算调整好的窗口宽度
WindowRect.bottom-WindowRect.top,	// 计算调整好的窗口高度
NULL,					// 无父窗口
NULL,					// 无菜单
hInstance,				// 实例
NULL)))					// 不向WM_CREATE传递任何东东
{
KillGLWindow();							// 重置显示区
MessageBox(NULL,"不能创建一个窗口设备描述表","错误",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
return FALSE;							// 返回 FALSE
}
static	PIXELFORMATDESCRIPTOR pfd=					// /pfd 告诉窗口我们所希望的东东，即窗口使用的像素格式
{
sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR),					// 上述格式描述符的大小
1,								// 版本号
PFD_DRAW_TO_WINDOW |						// 格式支持窗口
PFD_SUPPORT_OPENGL |						// 格式必须支持OpenGL
PFD_DOUBLEBUFFER,						// 必须支持双缓冲
PFD_TYPE_RGBA,							// 申请 RGBA 格式
bits,								// 选定色彩深度
0, 0, 0, 0, 0, 0,						// 忽略的色彩位
0,								// 无Alpha缓存
0,								// 忽略Shift Bit
0,								// 无累加缓存
0, 0, 0, 0,							// 忽略聚集位
16,								// 16位 Z-缓存 (深度缓存)
0,								// 无蒙板缓存
0,								// 无辅助缓存
PFD_MAIN_PLANE,							// 主绘图层
0,								// Reserved
0, 0, 0								// 忽略层遮罩
};
if (!(hDC=GetDC(hWnd)))							// 取得设备描述表了么?
{
KillGLWindow();							// 重置显示区
MessageBox(NULL,"不能创建一种相匹配的像素格式","错误",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
return FALSE;							// 返回 FALSE
}
if (!(PixelFormat=ChoosePixelFormat(hDC,&pfd)))				// Windows 找到相应的象素格式了吗?
{
KillGLWindow();							// 重置显示区
MessageBox(NULL,"不能设置像素格式","错误",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
return FALSE;							// 返回 FALSE
}
if(!SetPixelFormat(hDC,PixelFormat,&pfd))				// 能够设置象素格式么?
{
KillGLWindow();							// 重置显示区
MessageBox(NULL,"不能设置像素格式","错误",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
return FALSE;							// 返回 FALSE
}
if (!(hRC=wglCreateContext(hDC)))					// 能否取得着色描述表?
{
KillGLWindow();							// 重置显示区
MessageBox(NULL,"不能创建OpenGL渲染描述表","错误",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
return FALSE;							// 返回 FALSE
}
if(!wglMakeCurrent(hDC,hRC))						// 尝试激活着色描述表
{
KillGLWindow();							// 重置显示区
MessageBox(NULL,"不能激活当前的OpenGL渲然描述表","错误",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
return FALSE;							// 返回 FALSE
}
ShowWindow(hWnd,SW_SHOW);						// 显示窗口
SetForegroundWindow(hWnd);						// 略略提高优先级
SetFocus(hWnd);								// 设置键盘的焦点至此窗口
ReSizeGLScene(width, height);						// 设置透视 GL 屏幕
if (!InitGL())								// 初始化新建的GL窗口
{
KillGLWindow();							// 重置显示区
MessageBox(NULL,"Initialization Failed.","ERROR",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
return FALSE;							// 返回 FALSE
}
return TRUE;								// 成功
}

LRESULT CALLBACK WndProc(	HWND	hWnd,					// 窗口的句柄
UINT	uMsg,					// 窗口的消息
WPARAM	wParam,					// 附加的消息内容
LPARAM	lParam)					// 附加的消息内容
{
switch (uMsg)								// 检查Windows消息
{
case WM_ACTIVATE:						// 监视窗口激活消息
{
if (!HIWORD(wParam))					// 检查最小化状态
{
active=TRUE;					// 程序处于激活状态
}
else
{
active=FALSE;					// 程序不再激活
}

return 0;						// 返回消息循环
}
case WM_SYSCOMMAND:						// 系统中断命令
{
switch (wParam)						// 检查系统调用
{
case SC_SCREENSAVE:				// 屏保要运行?
case SC_MONITORPOWER:				// 显示器要进入节电模式?
return 0;					// 阻止发生
}
break;							// 退出
}
case WM_CLOSE:							// 收到Close消息?
{
PostQuitMessage(0);					// 发出退出消息
return 0;						// 返回
}
case WM_KEYDOWN:						// 有键按下么?
{
keys[wParam] = TRUE;					// 如果是，设为TRUE
return 0;						// 返回
}
case WM_KEYUP:							// 有键放开么?
{
keys[wParam] = FALSE;					// 如果是，设为FALSE
return 0;						// 返回
}
case WM_SIZE:							// 调整OpenGL窗口大小
{
ReSizeGLScene(LOWORD(lParam),HIWORD(lParam));		// LoWord=Width,HiWord=Height
return 0;						// 返回
}
}
// 向 DefWindowProc传递所有未处理的消息。
return DefWindowProc(hWnd,uMsg,wParam,lParam);
}

int WINAPI WinMain(	HINSTANCE	hInstance,				// 当前窗口实例
HINSTANCE	hPrevInstance,				// 前一个窗口实例
LPSTR		lpCmdLine,				// 命令行参数
int		nCmdShow)				// 窗口显示状态
{

MSG	msg;								// Windowsx消息结构
BOOL	done=FALSE;							// 用来退出循环的Bool 变量
// 提示用户选择运行模式
if (MessageBox(NULL,"你想在全屏模式下运行么？", "设置全屏模式",MB_YESNO|MB_ICONQUESTION)==IDNO)
{
fullscreen=FALSE;						// FALSE为窗口模式
}
// 创建OpenGL窗口
if (!CreateGLWindow("NeHe's OpenGL程序框架",640,480,32,fullscreen))
{
return 0;							// 失败退出
}
while(!done)								// 保持循环直到 done=TRUE
{
if (PeekMessage(&msg,NULL,0,0,PM_REMOVE))			// 有消息在等待吗?
{
if (msg.message==WM_QUIT)				// 收到退出消息?
{
done=TRUE;					// 是，则done=TRUE
}
else							// 不是，处理窗口消息
{
TranslateMessage(&msg);				// 翻译消息
DispatchMessage(&msg);				// 发送消息
}
}
else								// 如果没有消息
{
// 绘制场景。监视ESC键和来自DrawGLScene()的退出消息
if (active)						// 程序激活的么?
{
if (keys[VK_ESCAPE])				// ESC 按下了么?
{
done=TRUE;				// ESC 发出退出信号
}
else						// 不是退出的时候，刷新屏幕
{
DrawGLScene();				// 绘制场景
SwapBuffers(hDC);			// 交换缓存 (双缓存)
}
}
if (keys[VK_F1])					// F1键按下了么?
{
keys[VK_F1]=FALSE;				// 若是，使对应的Key数组中的值为 FALSE
KillGLWindow();					// 销毁当前的窗口
fullscreen=!fullscreen;				// 切换 全屏 / 窗口 模式
// 重建 OpenGL 窗口
if (!CreateGLWindow("NeHe's OpenGL 程序框架",640,480,32,fullscreen))
{
return 0;				// 如果窗口未能创建，程序退出
}
}
}
}
// 关闭程序
KillGLWindow();								// 销毁窗口
return (msg.wParam);							// 退出程序
}

#####

以上便是三种opengl开发框架的介绍，接下来我们将使用glut_win32框架来学习实现lessin1-48的课程。大家有什么意见或者学习心得请联系 704610875@qq.com，谢谢！