如何在OpenGL中画线？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何在OpenGL中画线？

【英文标题】：How to draw line in OpenGL?

【发布时间】：2013-01-23 18:00:12

【问题描述】：

我想在 OpenGL 中画一条线。

 glBegin(GL_LINES);
    glVertex2f(.25,0.25);
    glVertex2f(.75,.75);
glEnd();

这段代码画了一条线，但是如果我想画一条从坐标（10,10）到坐标（20,20）的线，我该怎么办？

(.25,.25) 和 (.75, .75) 是什么意思？

【参考方案1】：

(.25, .25) 和 (.75,.75) 是直线的起点和终点。

从 (10,10) 到 (20,20) 画一条线：

glBegin(GL_LINES);
    glVertex2f(10, 10);
    glVertex2f(20, 20);
glEnd();

【讨论】：

已弃用

...什么是“新黑”

【参考方案2】：

使用 OpenGL2：

glVertex2f 中的每个点值都在 -1 和 1 之间，左下角是 (-1, -1)，右上角是 (1,1)，中心是 (0, 0)。

将绝对点映射到标准化空间：

将x除以窗口宽度w，得到0到1范围内的点。

乘以 2 得到 0 到 2 的范围。

减去 1 得到所需的 -1 到 1 范围。

重复y 值和窗口高度，h。

例如：

double x1 = 10;
double y1 = 10;
double x2 = 20;
double y2 = 20;

x1 = 2*x1 / w - 1;
y1 = 2*y1 / h - 1;

x2 = 2*x2 / w - 1;
y2 = 2*y2 / h - 1;

glBegin(GL_LINES);
    glVertex2f(x1, y1);
    glVertex2f(x2, y2);
glEnd();

使用 OpenGL3+： 使用可编程流水线画一条线稍微复杂一些。您可以创建一个Line 类，它将获取两个点并将它们发送到 GPU，并使用简单的着色器程序绘制它们。所有设置都可以在构造函数中完成，并且可以通过一些访问函数进行修改：

class Line 
    int shaderProgram;
    unsigned int VBO, VAO;
    vector<float> vertices;
    vec3 startPoint;
    vec3 endPoint;
    mat4 MVP;
    vec3 lineColor;
public:
    Line(vec3 start, vec3 end) 

        startPoint = start;
        endPoint = end;
        lineColor = vec3(1,1,1);
        MVP = mat4(1.0f);

        const char *vertexShaderSource = "#version 330 core\n"
            "layout (location = 0) in vec3 aPos;\n"
            "uniform mat4 MVP;\n"
            "void main()\n"
            "\n"
            "   gl_Position = MVP * vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);\n"
            "\0";
        const char *fragmentShaderSource = "#version 330 core\n"
            "out vec4 FragColor;\n"
            "uniform vec3 color;\n"
            "void main()\n"
            "\n"
            "   FragColor = vec4(color, 1.0f);\n"
            "\n\0";

        // vertex shader
        int vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
        glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, NULL);
        glCompileShader(vertexShader);
        // check for shader compile errors

        // fragment shader
        int fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
        glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);
        glCompileShader(fragmentShader);
        // check for shader compile errors

        // link shaders
        shaderProgram = glCreateProgram();
        glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
        glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
        glLinkProgram(shaderProgram);
        // check for linking errors

        glDeleteShader(vertexShader);
        glDeleteShader(fragmentShader);

        vertices = 
             start.x, start.y, start.z,
             end.x, end.y, end.z,

        ;
        
        glGenVertexArrays(1, &VAO);
        glGenBuffers(1, &VBO);
        glBindVertexArray(VAO);

        glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
        glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices.data(), GL_STATIC_DRAW);

        glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
        glEnableVertexAttribArray(0);

        glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0); 
        glBindVertexArray(0); 

    

    int setMVP(mat4 mvp) 
        MVP = mvp;
        return 1;
    

    int setColor(vec3 color) 
        lineColor = color;
        return 1;
    

    int draw() 
        glUseProgram(shaderProgram);
        glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(shaderProgram, "MVP"), 1, GL_FALSE, &MVP[0][0]);
        glUniform3fv(glGetUniformLocation(shaderProgram, "color"), 1, &lineColor[0]);

        glBindVertexArray(VAO);
        glDrawArrays(GL_LINES, 0, 2);
        return 1;
    

    ~Line() 

        glDeleteVertexArrays(1, &VAO);
        glDeleteBuffers(1, &VBO);
        glDeleteProgram(shaderProgram);
    
;

使用Line line(vec3 ..., vec3 ...) 初始化一些3D 线，设置模型-视图-投影矩阵line.setMVP(projection * view * model) 和line.draw() 并旋转相机会产生如下结果：

Example code

注意：如果您只需要 2D 线，您只需指定 vec3 端点坐标并将 z 值设置为 0，并从 setMVP 调用中删除投影矩阵, 并将相机位置设置为 (0,0,0)。这同样适用于绘制 OpenGL2 的 2D 线，因此需要将坐标发送到 NDC 空间中的 OpenGL。

【讨论】：

"glVertex2f 中的每个点值都在 -1 和 1 之间..." — 这完全取决于当前矩阵：GL_PROJECTION 和 GL_MODELVIEW，其中是旧版本/兼容性配置文件 OpenGL 中状态的一部分。

感谢您的澄清。我有第一部分作为答案，在我添加 OpenGL3.3+ 示例之前它得到了支持，所以我也把它留在那里，因为我想有些人在尝试学习 2D 图形时将它用作垫脚石（即没有管道），即使它在技术上不是正确的方法。

【参考方案3】：

也试试这个，你可以选择color并调整线条width。

def drawline(self, x1, y1, z1, x2, y2, z2, r=0, g=0, b=0, w=2):

    glLineWidth(w)
    glBegin(GL_LINES)
    glColor3fv((r/255, g/255, b/255))
    glVertex3fv((x1, y1, z1))
    glVertex3fv((x2, y2, z2))
    glEnd()

【讨论】：

OpenGL2 已弃用。此外，并非所有机器都支持glLineWidth。

当然，作为开发人员检查您的依赖关系！但我不同意你的看法。所有（2.0 2.1 3.0 3.1 3.2 3.3 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5）opengl 版本都支持“glLineWidth”。 -> khronos.org/registry/OpenGL-Refpages/gl4/html/glLineWidth.xhtml

支持glLineWidth 函数，但iirc大多数驱动程序拒绝值！= 1。最大值/最小值取决于机器。

浮点线宽[2]; glGetFloatv(GL_LINE_WIDTH_RANGE, lineWidth);您可以检查您的驱动程序或显卡支持哪个宽度范围

不会改变我的观点。依赖glLineWidth不是很好，因为它可能不支持1以外的任何东西。