OpenGL基本瞭解(八) OpenGL函式命名 與 資料型態

OpenGL函式命名 與 資料型態

OpenGL函式命名的方法都會遵守特定的規則，你可以由函式的名稱得知它是屬於那一個函式庫，以及使用的參數形態和數量，譬如 glVertex3fv()函式，字首gl表示屬於GL函式庫，Vertex表示函式的功能，而3是指有三個參數，f說明資料型態為浮點數，資料型態的視 別字請參見下面。最後的v字表示參數以陣列的方式傳入，如果沒有v這個視別字，參數則以單一變數的方式傳入。

OpenGL定義自己的資料型態，這是為了要讓OpenGL程式容易移植。每一個資料型態都可以找到ANSI C相對應的資料型態，當然你也可以直接使用C的資料型態，而不使用OpenGL所定義。表格中的視別字是作為函式的資料型態視別使用，由這個視別字可以判 別傳入參數的資料型態。

OpenGL資料型態定義 視別字 資料型態 C的資料型態
GLbyte b                                  8-bit integer  signed char
GLshort s                                 16-bit integer short
GLint, GLsizei i                         32-bit integer long
GLfloat, GLclampf f                  32-bit floating-point float
GLdouble, GLclampd d            64-bit floating-point double
GLubyte, GLboolean ub           8-bit unsigned integer unsigned char
GLushort us                             16-bit unsigned integer unsigned short
GLuint, GLenum, GLbitfield ui 32-bit unsigned integer unsigned long


OpenGL的資料型態都以GL為字首，後面所接的大多是它們相對應的Ｃ資料型態，例如GLshort對映Ｃ的short資料型態，GL字首後面如果接u表示unsigned資料型態，如GLubyte則表示unsigned byte。

OpenGL庫函數的命名規律

　　瞭解了OpenGL的資料類型，讓我們再回過頭來看看OpenGL庫函數的命名規律。所有OpenGL函數採用了以下格式：

<庫首碼><根命令><可選的參數個數><可選的參數類型>

　　庫首碼有gl、glu、aux、glut、wgl、glx等等，分別表示該函數屬於OpenGL某開發庫等，從函數名後面中還可以看出需要多少個參數以及參數的類型。I代表int型，f代表float型，d代表double型，u代表無符號整型。注意，有的函數參數類型尾碼前帶有數位2、3、4。2代表二維，3代表三維，4代表Alpha值（以後介紹）。有些OpenGL函數最後帶一個字母v，表示函數參數可用一個指標指向一個向量（或陣列）來替代一系列單個參數值。下面兩種格式都表示設置使用中色彩為紅色，二者等價。

　　glColor3f(1.0,0.0,0.0);等價于：

　　float color_array[]={1.0,0.0,0.0};

　　glColor3fv(color_array);

　　除了以上基本命名方式外，還有一種帶"*"星號的表示方法，例如glColor*()，它表示可以用函數的各種方式來設置使用中色彩。同理，glVertex*v()表示用一個指標指向所有類型的向量來定義一系列頂點座標值。

以下是OPENGL函式程式庫介紹

1．OpenGL核心庫

核心庫包含有115個函數，函數名的首碼為gl。

　　這部分函數用於常規的、核心的圖形處理。此函數由gl.dll來負責解釋執行。由於許多函數可以接收不同數以下幾類。據類型的參數，因此派生出來的函數原形多達300多個。

　　核心庫中的函數主要可以分為以下幾類函數：

　　（1）繪製基本幾何圖元的函數。如繪製圖元的函數glBegain()、glEnd()、glNormal*()、glVertex*()。

　　（2）矩陣操作、幾何變換和投影變換的函數。如 矩陣入棧函數glPushMatrix()、矩陣出棧函數glPopMatrix()、裝載矩陣函數glLoadMatrix()、矩陣相乘函數 glMultMatrix()，當前矩陣函數 glMatrixMode()和矩陣標準化函數glLoadIdentity()，幾何變換函數glTranslate*()、glRotate*()和 glScale*()，投影變換函數glOrtho()、glFrustum()和視口變換函數glViewport()等等。

操作範例
glLoadMatrixf(A)       stack = [A]
glPushMatrix()         stack = [A, A]
glMultMatrixf(B)       stack = [BA, A]
glPopMatrix()          stack = [A]
glMultMatrixf(B) stack = [AB, A]

其他例子
Example 1:

   command                 result
glLoadMatrixf(A)       stack = [A]
glPushMatrix()         stack = [A, A]
glLoadMatrixf(B)       stack = [B, A]
glPopMatrix()          stack = [A]

Example 2:

   command                 result
glLoadMatrixf(A)       stack = [A]
glPushMatrix()         stack = [A, A]
glMultMatrixf(B)       stack = [AB, A]
glPopMatrix()          stack = [A]

　　（3）顏色、光照和材質的函數。如設置顏色模式函數glColor*()、glIndex*()，設置光照效果的函數glLight*() 、glLightModel*()和設置材質效果函數glMaterial()等等。

　　（4）顯示清單函數、主要有創建、結束、生成、刪除和調用顯示清單的函數glNewList()、 glEndList()、glGenLists()、glCallList()和glDeleteLists()。

　　（5）紋理映射函數，主要有一維紋理函數glTexImage1D()、二維紋理函數glTexImage2D()、 設置紋理參數、紋理環境和紋理座標的函數glTexParameter*()、glTexEnv*()和glTetCoord*()等。

　　（6）特殊效果函數。融合函數glBlendFunc()、反走樣函數glHint()和霧化效果glFog*()。

　　（7）點陣化、象素操作函數。如象素位置glRasterPos*()、線型寬度glLineWidth()、多邊形繪製模式glPolygonMode()，讀取象素glReadPixel()、複製象素glCopyPixel()等。

　　（8）選擇與回饋函數。主要有渲染模式glRenderMode()、選擇緩衝區glSelectBuffer()和回饋緩衝區glFeedbackBuffer()等。

　　（9）曲線與曲面的繪製函數。生成曲線或曲面的函數glMap*()、glMapGrid*()，求值器的函數glEvalCoord*() glEvalMesh*()。

　　（10）狀態設置與查詢函數。主要有glGet*()、glEnable()、glGetError()等。

2．OpenGL實用庫The OpenGL Utility Library (GLU)

　　包含有43個函數，函數名的首碼為glu。

　　OpenGL提供了強大的但是為數不多的繪圖命令，所有較複雜的繪圖都必須從點。線、面開始。Glu 為了減輕繁重的程式設計工作，封裝了OpenGL函數，Glu函數通過調用核心庫的函數，為開發者提供相對簡單的用法，實現一些較為複雜的操作。此函數由 glu.dll來負責解釋執行。OpenGL中的核心庫和實用庫可以在所有的OpenGL平臺上運行。

　　主要包括了以下幾種：

　　（1）輔助紋理貼圖函數，有gluScaleImage() 、gluBuild1Dmipmaps()、gluBuild2Dmipmaps()。

　　（2）座標轉換和投影變換函數，定義投影方式函數 gluPerspective()、gluOrtho2D() 、gluLookAt()，拾取投影視景體函數gluPickMatrix()，投影矩陣計算gluProject()和 gluUnProject()等等。

　　（3）多邊形鑲嵌工具，有gluNewTess()、 gluDeleteTess()、gluTessCallback()、gluBeginPolygon() gluTessVertex()、gluNextContour()、gluEndPolygon()等等。

　　（4）二次曲面繪製工具，主要有繪製球面、錐面、柱面、圓環面gluNewQuadric()、gluSphere()、gluCylinder()、gluDisk()、gluPartialDisk()、gluDeleteQuadric()等等。

　　（5）非均勻有理B樣條繪製工具，主要用來定義和繪製Nurbs曲線和曲 面，包括gluNewNurbsRenderer()、 gluNurbsCurve()、gluBeginSurface()、gluEndSurface()、gluBeginCurve()、 gluNurbsProperty()等函數。

　　（6）錯誤回饋工具，獲取出錯資訊的字串gluErrorString()。

3．OpenGL輔助庫

　　包含有31個函數，函數名首碼為aux。

　　這部分函數提供視窗管理、輸入輸出處理以及繪製一些簡單三維物體。此函數由glaux.dll來負責解釋執行。創建aux庫是為了學習和編寫 OpenGL程式，它更像是一個用於測試創意的預備基礎接管。Aux庫在windows實現有很多錯誤，因此很容易導致頻繁的崩潰。在跨平臺的程式設計實例和演示中，aux很大程度上已經被glut庫取代。OpenGL中的輔助庫不能在所有的OpenGL平臺上運行。

　　輔助庫函數主要包括以下幾類：

　　（1）視窗初始化和退出函數，auxInitDisplayMode()和auxInitPosition()。

　　（2）視窗處理和時間輸入函數，auxReshapeFunc()、auxKeyFunc()和auxMouseFunc()。

　　（3）色彩索引裝入函數，auxSetOneColor()。

　　（4）三維物體繪製函數。包括了兩種形式網狀體和實心體，如繪製立方體auxWireCube()和 auxSolidCube()。這 裡以網狀體為例，長方體auxWireBox()、環形圓紋面auxWireTorus()、圓柱 auxWireCylinder()、二十面體auxWireIcosahedron()、八面體auxWireOctahedron()、四面體 auxWireTetrahedron()、十二面體auxWireDodecahedron()、圓錐體auxWireCone()和茶壺 auxWireTeapot()。

　　（5）背景過程管理函數auxIdleFunc()。

　　（6）程式運行函數auxMainLoop()。

4．OpenGL工具庫 OpenGL Utility Toolkit

　　包含大約30多個函數，函數名首碼為glut。

　　glut是不依賴于視窗平臺的OpenGL工具組，由Mark KLilgrad在SGI編寫（現在在Nvidia），目的是隱藏不同視窗平臺API的複雜度。函數以glut開頭，它們作為aux庫功能更強的替代品，提供更為複雜的繪製功能，此函數由glut.dll來負責解釋執行。由於glut中的視窗管理函數是不依賴于運行環境的，因此OpenGL中的工具庫可以在X-Window, Windows NT, OS/2等系統下運行，特別適合於開發不需要複雜介面的OpenGL示常式序。對於有經驗的程式師來說，一般先用glut理順3D圖形代碼，然後再集成為完整的應用程式。

　　這部分函數主要包括：

　　（1）視窗操作函數，視窗初始化、視窗大小、視窗位置等函數glutInit() glutInitDisplayMode() glutInitWindowSize() glutInitWindowPosition()等。

　　（2）回呼函數。回 應刷新消息、鍵盤消息、滑鼠消息、計時器函數等，GlutDisplayFunc() glutPostRedisplay() glutReshapeFunc() glutTimerFunc() glutKeyboardFunc() glutMouseFunc()。

　　（3）創建複雜的三維物體。這些和aux庫的函數功能相同。創建網狀體和實心體。如glutSolidSphere()、glutWireSphere()等。在此不再敘述。

　　（4）功能表函數。創建添加功能表的函數GlutCreateMenu()、glutSetMenu()、glutAddMenuEntry()、glutAddSubMenu() 和glutAttachMenu()。

　　（5）程式運行函數，glutMainLoop()。

（一）庫函數

　　開發基於OpenGL的應用程式，必須先瞭解OpenGL的庫函數。它採用C語言風格，提供大量的函數來進行圖形的處理和顯示。OpenGL圖形庫一共有100多個函數，它們分別屬於OpenGL的基本庫、實用庫、輔助庫等不同的庫。

　　1、核心庫，包含的函數有115個，它們是最基本的函數，其首碼是gl；這部分函數用於常規的、核心的圖形處理，由gl.dll來負責解釋執行。核心庫中的函數可以進一步分為以下幾類函數。

　　（1）繪製基本幾何圖元的函數。

glBegain()、glEnd()、glNormal*()、glVertex*()。

　　（2）矩陣操作、幾何變換和投影變換的函數。

　　矩陣入棧函數glPushMatrix()，矩 陣出棧函數glPopMatrix()，裝載矩陣函數glLoadMatrix()，矩陣相乘函數glMultMatrix()，當前矩陣函數 glMatrixMode()和矩陣標準化函數glLoadIdentity()，幾何變換函數glTranslate*()、glRotate*()和glScale*()，投影變換函數glOrtho()、glFrustum()和視口變換函數glViewport()等等。

　　（3）顏色、光照和材質的函數。

　　如設置顏色模式函數glColor*()、glIndex*()，設置光照效果的函數glLight*() 、glLightModel*()和設置材質效果函數glMaterial()等等。

　　（4）顯示清單函數。

　

　　主要有創建、結束、生成、刪除和調用顯示清單的函數glNewList()、 glEndList()、glGenLists()、glCallList()和glDeleteLists()等。

　　（5）紋理映射函數。

　　主要有一維紋理函數glTexImage1D()、二維紋理函數glTexImage2D()、 設置紋理參數、紋理環境和紋理座標的函數glTexParameter*()、glTexEnv*()和glTetCoord*()等。

　　（6）特殊效果函數。

　　融合函數glBlendFunc()、反走樣函數glHint()和霧化效果glFog*()。

void glHint(GLenum target, GLenum hint);    // 控制OpenGL的某些行为
参数target是要控制的行为
参数hint可以是GL_FASTEST, GL_NICEST, GL_DONT_CARE.(效率最高, 质量最好, 没有选择)
接受GL_FASTEST（即给出最有效的選擇）、GL_NICEST（即给出最高質量的選擇）、GL_DONT_CARE（即沒有選擇）等常量。 
参数target的取值及其含义:
GL_POINT_SMOOTH_HINT, GL_LINE_SMOOTH_HINT, GL_POLYGON_SMOOTH_HINT----反走样操作中, 直线,点或多边形的采样质量.
GL_FOG_HINT----对每个像素(GL_NICEST)还是每个顶点(GL_FASTEST)执行雾效计算.
GL_PERSPECTIV_CORRECTION_HINT----颜色和纹理坐标插值的质量
GL_GENERATE_MIPMAP_HINT----自动生成的mipmap的质量和性能，在OPENGLES中好像只有此參數可用。
GL_TEXTURE_COMPRESSION_HINT----纹理图案的压缩质量和性能.

OPENGLES中可用的設定，其它參數不能用

glHint(GL_GENERATE_MIPMAP_HINT, GL_FASTEST);
glHint(GL_GENERATE_MIPMAP_HINT, GL_NICEST);
glHint(GL_GENERATE_MIPMAP_HINT, GL_DONT_CARE); // this is the default

　　（7）點陣化、象素操作函數。

　　圖元位置glRasterPos*()、線型寬度glLineWidth()、多邊形繪製模式glPolygonMode()，讀取象素glReadPixel()、複製象素glCopyPixel()等。

　　（8）選擇與回饋函數。

　　主要有渲染模式glRenderMode()、選擇緩衝區glSelectBuffer()和回饋緩衝區glFeedbackBuffer()等。

　

　　（9）曲線與曲面的繪製函數。

　　生成曲線或曲面的函數glMap*()、glMapGrid*()，求值器的函數glEvalCoord*() glEvalMesh*()。

　　（10）狀態設置與查詢函數。主要有glGet*()、glEnable()、glGetError()等。

　　2、實用庫（OpenGL utility library，GLU），包含的函數功能更高一些，如繪製複雜的曲線曲面、高級座標變換、多邊形分割等，共有43個，首碼為glu。Glu函數通過調用核心庫的函數，為開發者提供相對簡單的用法，實現一些較為複雜的操作。此類函數由glu.dll來負責解釋執行。主要包括了以下幾種：

　　（1）輔助紋理貼圖函數。

　　有gluScaleImage() 、gluBuild1Dmipmaps()、gluBuild2Dmipmaps()等。

　　（2）座標轉換和投影變換函數。

　　定義投影方式函數gluPerspective()、gluOrtho2D() 、gluLookAt()，拾取投影視景體函數gluPickMatrix()，投影矩陣計算gluProject()和 gluUnProject()等。

　　（3）多邊形鑲嵌工具。

　　有gluNewTess()、 gluDeleteTess()、gluTessCallback()、gluBeginPolygon() gluTessVertex()、gluNextContour()、gluEndPolygon()等。

　　（4）二次曲面繪製工具。

　　主要有繪製球面、錐面、柱面、圓環面gluNewQuadric()、gluSphere()、gluCylinder()、gluDisk()、gluPartialDisk()、gluDeleteQuadric()等等。

　　（5）非均勻有理B樣條繪製工具。

　　主要用來定義和繪製Nurbs曲線和曲面，包括 gluNewNurbsRenderer()、gluNurbsCurve()、gluBeginSurface()、gluEndSurface()、 gluBeginCurve()、gluNurbsProperty()等函數。

　　（6）錯誤回饋工具。

　　獲取出錯資訊的字串gluErrorString()等。

　　3、OpenGL輔助庫（OpenGL auxiliarylibrary，GLAUX），包括簡單的視窗管理、輸入事件處理、某些複雜三維物體繪製等函數，共有31個，首碼為aux。此類函數由glaux.dll來負責解釋執行。輔助庫函數主要包括以下幾類。

　　（1）視窗初始化和退出函數。

　　auxInitDisplayMode()和auxInitPosition()。

　　（2）視窗處理和時間輸入函數。

　　auxReshapeFunc()、auxKeyFunc()和auxMouseFunc()。

　　（3）色彩索引裝入函數。

　　auxSetOneColor()。

　　（4）三維物體繪製函數。

　　包括了兩種形式網狀體和實心體，如繪製立方體auxWireCube()和 auxSolidCube()。這 裡以網狀體為例，長方體auxWireBox()、環形圓紋面auxWireTorus()、圓柱auxWireCylinder()、二十面體 auxWireIcosahedron()、八面體auxWireOctahedron()、四面體auxWireTetrahedron()、十二面體 auxWireDodecahedron()、圓錐體auxWireCone()和茶壺auxWireTeapot()。繪製實心體只要將上述函數中的確"Wire"更換成"Solid"就可以了。

　　（5）其他。

　　背景過程管理函數auxIdleFunc()；程式運行函數auxMainLoop()。

　　4、OpenGL工具庫（penGL Utility Toolkit）

　　包含大約30多個函數，函數名首碼為glut，此函數由glut.dll來負責解釋執行。這部分函數主要包括：

　　（1）視窗操作函數

　　視窗初始化、視窗大小、視窗位置等函數glutInit() glutInitDisplayMode()、glutInitWindowSize() glutInitWindowPosition()等。

　　（2）回呼函數。

　　回應刷新消息、鍵盤消息、滑鼠消息、計時器函數 等，GlutDisplayFunc()、glutPostRedisplay()、 glutReshapeFunc()、glutTimerFunc()、glutKeyboardFunc()、 glutMouseFunc()。

　　（3）創建複雜的三維物體。這些和aux庫的函數功能相同。創建網狀體和實心體。如glutSolidSphere()、glutWireSphere()等。

　　（4）功能表函數

　　創建添加功能表的函數GlutCreateMenu()、glutSetMenu()、glutAddMenuEntry()、glutAddSubMenu() 和glutAttachMenu()。

　　（5）程式運行函數。

　　glutMainLoop()。

　　5、16個WGL函數，專門用於OpenGL和Windows視窗系統的聯接，其首碼為wgl，主要用於創建和選擇圖形操作描述表（renderingcoNtexts）以及在視窗內任一位置顯示字元點陣圖。這類函數主要包括以下幾類

　　（1）繪圖上下文相關函數。

　　wglCreateCoNtext()、wglDeleteCoNtext()、wglGetCurrentContent()、wglGetCurrentDC() wglDeleteContent()等。

　　（2）文字和文本處理函數。

　　wglUseFontBitmaps()、wglUseFontOutlines()。

　　（3）覆蓋層、地層和主平面層處理函數。

　　wglCopyCoNtext()、wglCreateLayerPlane()、 wglDescribeLayerPlane()、wglReakizeLayerPlatte()等。

　　（4）其他函數。

　　wglShareLists()、wglGetProcAddress()等。

　　6、另外，還有五個Win32函數用來處理像素格式（pixel formats）和雙緩存。由於它們是對Win32系統的擴展，因此不能應用在其它OpenGL平臺上。


OPENGL 使用手冊

OpenGL 2.1 reference pages

reference pages for OpenGL 3.3

reference pages for OpenGL 4

OPENGLES  reference


參考網頁
http://www.cppblog.com/summericeyl/archive/2009/03/11/76244.aspx

http://www.khronos.org/opengles/sdk/docs/man/xhtml/glHint.xml