OpenGL在MFC中的使用总结——基本框架

Posted 2020-09-21

项目中要画3D显示的模型，于是要用到OpenGL,加上是在MFC中，并且是在MFC中的ActiveX中使用。再并且鉴于他们程序主框架的设定。常规的方法还不一定能实现。所以还是查过不少资料，在此一一总结一下。首先总结最基础的一些东西。

一、依照讲课的逻辑，先讲点原理性的东西~

　 GDI是通过设备描写叙述表（Device Context，下面简称"DC"）来画图。而OpenGL是通过渲染描写叙述表（Rendering Context，下面简称"RC"）。每个GDI命令须要传给它一个DC。与GDI不同，OpenGL使用当前渲染描写叙述表(RC)。一旦在一个线程中指定了一个当前RC。在此线程中其后全部的OpenGL命令都使用同样的当前RC。尽管在单一窗体中能够使用多个RC，但在单一线程中仅仅有一个当前RC。下面我将首先产生一个OpenGL RC并使之成为当前RC，这将分为三个步骤：
设置窗体像素格式；产生RC；设置为当前RC。

二、MFC中的OpenGL基本框架

首先要把OpenGL文件和库增加到project中
增加下面头文件
#include <gl\gl.h> 
#include <gl\glu.h>

增加下面库文件（不一定都用的到）
opengl32.lib 
glu32.lib 
glut.lib 
glaux.lib

准备工作做好，就開始配置环境并初始化喽~
1.改写OnPreCreate函数并给视图类加入成员函数和成员变量
　　OpenGL须要窗体加上WS_CLIPCHILDREN（创建父窗体使用的Windows风格，用于重绘时裁剪子窗体所覆盖的区域）和 WS_CLIPSIBLINGS（创建子窗体使用的Windows风格，用于重绘时剪裁其它子窗体所覆盖的区域）风格。

把OnPreCreate改写成例如以下所看到的：

BOOL COpenGLDemoView::PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs)
{
    // TODO: Modify the Window class or styles here by modifying
    //  the CREATESTRUCT cs
    cs.style |= (WS_CLIPCHILDREN | WS_CLIPSIBLINGS);
    return CView::PreCreateWindow(cs);
}

　　2.定义窗体的像素格式

产生一个RC的第一步是定义窗体的像素格式。像素格式决定窗体着所显示的图形在内存中是怎样表示的。由像素格式控制的參数包含：颜色深度、缓冲模式和所支持的绘画接口。在以下将有对这些參数的设置。我们先在COpenGLDemoView的类中加入一个保护型的成员函数BOOL SetWindowPixelFormat(HDC hDC)（用鼠标右键加入）和保护型的成员变量：int m_GLPixelIndex;

并编辑当中的代码例如以下：

BOOL COpenGLDemoView::SetWindowPixelFormat(HDC hDC)
{
	//定义窗体的像素格式
    PIXELFORMATDESCRIPTOR pixelDesc=
    {
        sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR),
        1,
        PFD_DRAW_TO_WINDOW|PFD_SUPPORT_OPENGL|
        PFD_DOUBLEBUFFER|PFD_SUPPORT_GDI,
        PFD_TYPE_RGBA,
        24,
        0,0,0,0,0,0,
        0,
        0,
        0,
        0,0,0,0,
        32,
        0,
        0,
        PFD_MAIN_PLANE,
        0,
        0,0,0
    };

    this->m_GLPixelIndex = ChoosePixelFormat(hDC,&pixelDesc);
    if(this->m_GLPixelIndex==0)
    {
        this->m_GLPixelIndex = 1;
        if(DescribePixelFormat(hDC,this->m_GLPixelIndex,sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR),&pixelDesc)==0)
        {
            return FALSE;
        }
    }

    if(SetPixelFormat(hDC,this->m_GLPixelIndex,&pixelDesc)==FALSE)
    {
        return FALSE;
    }
    return TRUE;
｝

代码解释：
　　如今我们能够看一看Describe-PixelFormat提供有哪几种像素格式，并对代码进行一些解释：
　　PIXELFORMATDESCRIPTOR包含了定义像素格式的所有信息。
　　DWFlags定义了与像素格式兼容的设备和接口。

　　通常的OpenGL发行版本号并不包含全部的标志(flag)。

wFlags能接收下面标志：

　　PFD_DRAW_TO_WINDOW 使之能在窗体或者其它设备窗体绘图。
　　PFD_DRAW_TO_BITMAP 使之能在内存中的位图绘图；
　　PFD_SUPPORT_GDI 使之能调用GDI函数（注：假设指定了PFD_DOUBLEBUFFER，这个选项将无效）；
　　PFD_SUPPORT_OpenGL 使之能调用OpenGL函数；
　　PFD_GENERIC_FORMAT 假如这样的象素格式由Windows GDI函数库或由第三方硬件设备驱动程序支持，则需指定这一项；
PFD_NEED_PALETTE 告诉缓冲区是否须要调色板。本程序如果颜色是使用24或 32位色，而且不会覆盖调色板；
　　PFD_NEED_SYSTEM_PALETTE 这个标志指明缓冲区是否把系统调色板当作它自身调色板的一部分；
　　PFD_DOUBLEBUFFER 指明使用了双缓冲区（注：GDI不能在使用了双缓冲区的窗体中绘图）。
　　PFD_STEREO 指明左、右缓冲区是否按立体图像来组织。

　　PixelType定义显示颜色的方法。PFD_TYPE_RGBA意味着每一位(bit)组代表着红、绿、蓝各分量的值。

PFD_TYPE_COLORINDEX 意味着每一位组代表着在彩色查找表中的索引值。

本例都是採用了PFD_TYPE_RGBA方式。
　　● cColorBits定义了指定一个颜色的位数。对RGBA来说，位数是在颜色中红、绿、蓝各分量所占的位数。对颜色的索引值来说。指的是表中的颜色数。
　　● cRedBits、cGreenBits、cBlue-Bits、cAlphaBits用来表明各对应分量所使用的位数。

　　● cRedShift、cGreenShift、cBlue-Shift、cAlphaShift用来表明各分量从颜色開始的偏移量所占的位数。

　　一旦初始化完我们的结构，我们就想知道与要求最相近的系统象素格式。我们能够这样做：

　　m_hGLPixelIndex = ChoosePixelFormat(hDC, &pixelDesc);
　　ChoosePixelFormat接受两个參数：一个是hDc。还有一个是一个指向PIXELFORMATDESCRIPTOR结构的指针& pixelDesc；该函数返回此像素格式的索引值。

假设返回0则表示失败。假如函数失败，我们仅仅是把索引值设为1并用 DescribePixelFormat得到像素格式描写叙述。

假如你申请一个没得到支持的像素格式，则Choose-PixelFormat将会返回与你要求的像素格式最接近的一个值。一旦我们得到一个像素格式的索引值和对应的描写叙述。我们就能够调用SetPixelFormat设置像素格式。而且仅仅需设置一次。

3.产生渲染描写叙述表(RC)
　　如今像素格式已经设定，我们下一步工作是产生渲染描写叙述表(RC)并使之成为当前渲染描写叙述表。

在COpenGLDemoView中增加一个保护型的成员函数BOOL CreateViewGLContext(HDC hDC),并增加一个保护型的成员变量HGLRC m_hGLContext；HGLRC是一个指向rendering context的句柄。

BOOL COpenGLDemoView::CreateViewGLContext(HDC hDC)
{
    this->m_hGLContext = wglCreateContext(hDC);
    if(this->m_hGLContext==NULL)
    {//创建失败
        return FALSE;
    }


    if(wglMakeCurrent(hDC,this->m_hGLContext)==FALSE)
    {//选为当前RC失败
        return FALSE;
    }
    return TRUE;
} 

4.在OnCreate函数中调用此函数：

int COpenGLDemoView::OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct) 
{
    if (CView::OnCreate(lpCreateStruct) == -1)
        return -1;
    
    // TODO: Add your specialized creation code here
    HWND hWnd = this->GetSafeHwnd();    
    HDC hDC = ::GetDC(hWnd);
    if(this->SetWindowPixelFormat(hDC)==FALSE)
    {
        return 0;
    }
    if(this->CreateViewGLContext(hDC)==FALSE)
    {
        return 0;
    }
    return 0;
}　

　　5.加入WM_DESTROY的消息处理函数Ondestroy( )。使之例如以下所看到的：

void COpenGLDemoView::OnDestroy() 
{
    CView::OnDestroy();
    
    // TODO: Add your message handler code here
    if(wglGetCurrentContext()!=NULL)
    {
        wglMakeCurrent(NULL,NULL);
    }
    if(this->m_hGLContext!=NULL)
    {
        wglDeleteContext(this->m_hGLContext);
        this->m_hGLContext = NULL;
    }
}

　　6.编辑COpenGLDemoView的构造函数，使之例如以下所看到的：

COpenGLDemoView::COpenGLDemoView()
{
    // TODO: add construction code here
    this->m_GLPixelIndex = 0;
    this->m_hGLContext = NULL;
}

至此，我们已经构造好了框架，使程序能够利用OpenGL进行绘图了。你可能已经注意到了。我们在程序开头产生了一个RC，自始自终都使用它。这与大多数GDI程序不同。

在GDI程序中，DC在须要时才产生。而且是画完立马释放掉。实际上，RC也能够这样做；但要记住。产生一个RC须要非常多处理器时间。

因此。要想获得高性能流畅的图像和图形，最好仅仅产生RC一次，并始终用它，直到程序结束。

　　CreateViewGLContex产生RC并使之成为当前RC。WglCreateContext返回一个RC的句柄。

在你调用 CreateViewGLContex之前，你必须用SetWindowPixelFormat(hDC)将与设备相关的像素格式设置好。 wglMakeCurrent将RC设置成当前RC。传入此函数的DC不一定就是你产生RC的那个DC，但二者的设备句柄(Device Context)和像素格式必须一致。假如你在调用wglMakeforCurrent之前已经有另外一个RC存在，wglMakeforCurrent 就会把旧的RC冲掉。并将新RC设置为当前RC。

另外你能够用wglMakeCurrent(NULL, NULL)来消除当前RC。

要在OnDestroy中把渲染描写叙述表删除掉。但在删除RC之前，必须确定它不是当前句柄。我们是通过wglGetCurrentContext来了解是否存在一个当前渲染描写叙述表的。假如存在，那么用wglMakeCurrent(NULL, NULL)来把它去掉。然后就能够通过wglDelete-Context来删除RC了。这时同意视类删除DC才是安全的。注：一般来说，使用的都是单线程的程序。产生的RC就是线程当前的RC，不须要关注上述这一点。但假设使用的是多线程的程序。那我们就特别须要注意这一点了。否则会出现意想不到的后果。

三、给个实例（我就懒点吧，直接从网上把资料搬过来，就不编译运行了）
　　以下给出一个简单的二维图形的样例（这个样例都是以上述框架为基础的）。
　　用Classwizard为COpenGLDemoView加入WMSIZE的消息处理函数OnSize。代码例如以下：

void COpenGLDemoView::OnSize(UINT nType, int cx, int cy) 
{
    CView::OnSize(nType, cx, cy);
    
    // TODO: Add your message handler code here
    GLsizei width,height;
    GLdouble aspect;
    width = cx;
    height = cy;
    if(cy==0)
    {
        aspect = (GLdouble)width;
    }
    else
    {
        aspect = (GLdouble)width/(GLdouble)height;
    }
    glViewport(0,0,width,height);
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    gluOrtho2D(0.0,500.0*aspect,0.0,500.0);
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();
}

用Classwizard为COpenGLDemoView加入WM_PAINT的消息处理函数OnPaint，代码例如以下：

void COpenGLDemoView::OnPaint() 
{
    CPaintDC dc(this); // device context for painting
    
    // TODO: Add your message handler code here
    
    // Do not call CView::OnPaint() for painting messages


    glLoadIdentity();
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glBegin(GL_POLYGON);
        glColor4f(1.0f,0.0f,0.0f,1.0f);
        glVertex2f(100.0f,50.0f);
        glColor4f(0.0f,1.0f,0.0f,1.0f);
        glVertex2f(450.0f,400.0f);
        glColor4f(0.0f,0.0f,1.0f,1.0f);
        g