openGL 知识点

1. 关于点

在 OpenGL 中，点的大小默认值为 1 个像素，不过可以通过 glPointSize 函数来改变点的大小。该函数的原型如下：

void glPointSize(GLfloat size);

参数 size 必须大于 0.0f，其默认值为 1.0f，单位是“像素”。需要注意的是，对于具体的 OpenGL 实现，点的大小存在一定的限度。如果设置的 size 超过最大值，可能会导致设置出现问题。

以下是一个示例代码：

void myDisplay(void) {
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glPointSize(5.0f);
glBegin(GL_POINTS);
glVertex2f(0.0f, 0.0f);
glVertex2f(0.5f, 0.5f);
glEnd();
glFlush();
}

2. 关于直线

2.1 指定直线宽度

可以使用 glLineWidth 函数来指定直线的宽度，其用法与 glPointSize 类似。函数原型如下：

void glLineWidth(GLfloat width);

2.2 绘制虚线

若要绘制虚线，首先需要使用 glEnable(GL_LINE_STIPPLE) 来启用虚线模式，使用 glDisable(GL_LINE_STIPPLE) 则可以关闭该模式。然后，使用 glLineStipple 函数来设置虚线的样式。其函数原型如下：

void glLineStipple(GLint factor, GLushort pattern);

参数 pattern 是一个由 1 和 0 组成的长度为 16 的序列，从最低位开始分析，如果为 1，则直线上接下来应该绘制的 factor 个点将被绘制为实的；如果为 0，则直线上接下来应该绘制的 factor 个点将被绘制为虚的。

示例图片来自 www.opengl.org，该图片是《OpenGL 编程指南》一书的附图。由于该书的旧版（第一版，1994 年）已经在网络上流传，希望没有触及到版权问题。

以下是示例代码：

void myDisplay(void) {
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glEnable(GL_LINE_STIPPLE);
glLineStipple(2, 0x0F0F);
glLineWidth(10.0f);
glBegin(GL_LINES);
glVertex2f(0.0f, 0.0f);
glVertex2f(0.5f, 0.5f);
glEnd();
glFlush();
}

3. 关于多边形

多边形的相关内容较多，下面将从四个方面进行详细讲述。

3.1 多边形的两面以及绘制方式

尽管目前尚未真正使用三维坐标来绘图，但建立一些三维概念是很有必要的。从三维角度来看，一个多边形具有两个面，每个面都可以设置不同的绘制方式，包括填充、只绘制边缘轮廓线、只绘制顶点，其中“填充”是默认的绘制方式，并且可以为两个面分别设置不同的绘制方式。示例代码如下：

glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL); // 设置正面为填充方式
glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE);  // 设置反面为边缘绘制方式
glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_POINT); // 设置两面均为顶点绘制方式

3.2 反转

一般约定“顶点以逆时针顺序出现在屏幕上的面”为“正面”，另一个面则为“反面”。在生活中，常见物体的表面通常可以通过这种“正面”和“反面”的方式“合理地”表现出来。例如，找一个比较透明的矿泉水瓶子，在正对你的一面沿逆时针画一个圆，并标明画的方向，然后将背面转为正面，再画一个类似的圆，就可以体会到“正面”和“反面”的概念。会发现正对你的方向，瓶的外侧是正面，而背对你的方向，瓶的内侧才是正面，正对你的内侧和背对你的外侧则是反面。这样，同样属于“瓶的外侧”这个表面，但某些地方算是正面，某些地方却算是反面。

不过，也有一些特殊的表面，例如“麦比乌斯带”（可自行 Google 了解），可以全部使用“正面”或全部使用“背面”来表示。可以通过 glFrontFace 函数来交换“正面”和“反面”的概念。示例代码如下：

glFrontFace(GL_CCW); // 设置 CCW 方向为“正面”，CCW 即 CounterClockWise，逆时针
glFrontFace(GL_CW);  // 设置 CW 方向为“正面”，CW 即 ClockWise，顺时针

下面是一个示例程序，可以用它替换第一课中的 myDisplay 函数，并将 glFrontFace(GL_CCW) 修改为 glFrontFace(GL_CW)，观察结果的变化。

void myDisplay(void) {
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL); // 设置正面为填充模式
glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE);  // 设置反面为线形模式
glFrontFace(GL_CCW); // 设置逆时针方向为正面
glBegin(GL_POLYGON); // 按逆时针绘制一个正方形，在左下方
glVertex2f(-0.5f, -0.5f);
glVertex2f(0.0f, -0.5f);
glVertex2f(0.0f, 0.0f);
glVertex2f(-0.5f, 0.0f);
glEnd();
glBegin(GL_POLYGON); // 按顺时针绘制一个正方形，在右上方
glVertex2f(0.0f, 0.0f);
glVertex2f(0.0f, 0.5f);
glVertex2f(0.5f, 0.5f);
glVertex2f(0.5f, 0.0f);
glEnd();
glFlush();
}