OpenGL chapter3 基础渲染

Posted 2020-10-10 长风破浪会有时，直挂云帆济沧海

3.1 基础图形管线
三种向OpenGl着色器传递渲染数据的方法：属性，Uniform和纹理.
3.2 创建坐标系
3.2.1 正投影
GLFrustum::SetOrthographic(??)；
3.2.2 透视投影
GLFrustum::SetPerspective(float fFov, float fAspect, float fNear, float fFar);
3.3 使用存储着色器
GLShaderManager 在使用前必须进行初始化
shaderManager.InitializeStockShaders();
3.3.1 属性
GLShaderManager预定义的标识符
GLT_ATTRIBUTE_VERTEX 3分量(x, y, z)顶点位置
GLT_ATTRIBUTE_COLOR
GLT_ATTRIBUTE_NORMAL
GLT_ATTRIBUTE_TEXTURE0
GLT_ATTRIBUTE_TEXTURE1
3.3.2 Uniform值
单位(Identity)着色器：
平面作色器:
上色（Shaded)着色器:
默认光源着色器:
点光源着色器:
纹理替换矩阵:
纹理调整着色器:
纹理光源着色器:
3.4 将点连接起来
3.4.1 点和线
GL_POINTS
GL_LINES
GL_LINE_STRIP
GL_LINE_LOOP
GL_TRIANGLES
GL_TRIANGLE_STRIP
GL_TRIANGLE_FAN

点:
void glPointSize(GLfloat size); //默认大小为一个像素

GLfloat size[2];
GLfloat step;

//获支持的点大小范围和步长
glGetFloatv(GL_POINT_SIZE_RANGE,size);
glGetGloatv(GL_POINT_SIZE_GRANULARITY,&step);

线:
void glLineWidth(GLfloat width); //默认宽度一个像素，改变线段宽度的唯一方式是使用该函数

3.4.2 绘制三角形
在默认情况下。OpenGL认为具有逆时针方向环绕的多边形是正面的。
glFrontFace(GL_CW);
GL_CW : 告诉openGL顺时针环绕多边形被认为是正面的，GL_CCW 可以恢复为逆时针

3.4.4 一个简单批次容器
GLTools库中包含一个简单的容器类，叫做GBatch.

//首先对批次进行初始化，告诉这个类代表那种图元，定点数，以及一组或者两组纹理坐标
void GLBatch::Begin(GLenum primitive, GLuint nVerts, GLuint nTextureUints = 0);
//然后 至少要辅助一个由3分量（x,y,z）定点组成的数组
void GLBatch::CopyVertexData3f(GLfloat *vVerts);
//我们还可以选择复制表面法线，颜色和纹理坐标

void GLBatch::CopyNormalDataf(GLfloat *vNorms);
void GLBatch::CopyColorData4f(GLfloat *vColors);
void GLBatch::CopyTexCoordData2f(GLfloat *vTexCoords, GLuint uiTextureLayer);

void GLBatch::End(void);

//example
GLBatch triangleBatch;

//Load up a triangle
GLfloat vVerts[] = {-0.5f, 0.0f, 0.0f,
0.5f, 0.0f, 0.0f,
0.0f, 0.5f, 0.0f };
triangleBatch.Begin(GL_TRIANGLES,3);
triangleBatch.CopyVertexData3f(vVerts);
triangleBatch.End();

//Render
GLfloat vRed[] = { 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_IDENTITY,vRed);
triangleBatch.Draw();

正面和背面剔除
glEnable(GL_CULL_FACE);
glDisable(GL_CULL_FACE);
注意：我们并没有指明剔除正面还是背面，这个是由glCullFace控制的。
void glCullFace(GLenum mode);
// mode : GL_FRONT GL_BACK 或者 GL_FRONT_AND_BACK

//example 消除不透明物体内部几何图形就需要两行代码
glCullFace(GL_BACK);
glEnable(GL_CULL_FACE_);

深度测试：
是另外一种高效消除隐藏表面的技术，那么我们在使用GLUT设置OpenGL窗口的时候，应该请求一个深度缓冲。例如，我们可以按照如下方式申请一个颜色缓冲区和一个深度缓冲。
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH);
//启用深度测试
glEnable(GL_DEPTH_TEST);

多边形模式:
void glPolygonMode(GLenum face, GLenum mode); //允许将多边形渲染成实体，轮廓或只有点
face: GL_FRONT GL_BACK 或 GL_FRONT_AND_BACK
mode: GL_FILL (default),GL_LINE, GL_POINT

//example 将多边形正面和背面绘制为线框模式
glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);

3.4.6 多边形偏移
void glPolygonOffset(GLfloat factor, GLfloat units);
应用到片段上的总偏移可以通过下面的方程式表示：
Depth Offset = (DZ x factor) + ( r x units);

????????

3.4.7 裁剪
另外一种提高渲染性能的方式是只刷新屏幕上发生变化的部分。

//开启裁剪测试
glEnable(GL_SCISSOR_TEST);
//close
glDisable(GL_SCISSOR_TEST);

void glScissor(GLint x, GLint y, GLsizei width, GLsizei height);
其中 x y 参数指定了裁剪框的左上角。

3.5 混合
glEnable(GL_BLEND);

3.5.1 组合颜色
目标颜色: 已经存储在颜色缓冲区中的颜色值。
源颜色: 作为当前渲染命令的结果进入颜色缓冲区的颜色值
当混合功能被开启时，源颜色和目标颜色的组合方式是由混合方程式控制的。在默认情况下，混合方程是如下所示。
Cf = (Cs * S ) + ( Cd * D)
S 源混合因子
D 目标混合因子

glBlendFunc(GLenum S, GLenum D);

3.5.2 改变混合方程式

3.5.3 抗锯齿

//开启抗锯齿功能非常简单。首先，我们必须启动混合功能，并且像前一节实现透明一样设置混合函数
glEnable(GL_BLEND);
glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

//我们还需要确保吧混合方程式设置为GL_ADD,不过由于这是默认的设置。所以我们就不在这里显示这个步骤了。在启用混合功能并且选择正确的混合函数以及混合方程式之后，我们可以调用
glEnable函数对点，直线或多边形（任何实心图元）进行抗锯齿处理。

glEnable(GL_POINT_SMOOTH);
glEnable(GL_LINE_SMOOTH);
glEnable(GL_POLYGON_SMOOTH);

3.5.4 多重采样

例如,为了请求一个多重采样，完全颜色，带深度的双缓冲帧缓冲区，我们可以调用
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH | GLUT_MULTISAMPLE);
可以使用glEnable/glDisable组合打开或关闭多重采样：
glEnable(GL_MULTISAMPLE);
或
glDisable(GL_MULTISAMPLE);