OpenGL绘制方式详解

时间:2022-09-10 17:44:16

简述

OpenGL绘制方式

OpenGL可以支持很多不同的图元类型,最基础的为点,线,或三角形。线和三角形可以组合成条带,循环体或者扇面三角形。点,线,或三角形也是大部分图象硬件设备支持的基础图元类型。

点绘制

点可以通过单一的顶点来表示,点实际上不存在面积,在OpenGL中它通过屏幕上的一个矩形区域来模拟,在渲染点源的时候,OpenGL会通过光栅化规则类判断点的位置。以点位中心绘制一个四边形区域,四边形区域的边长等于点的大小,它是一个固定的状态,可以调用函数glPointSIze()设置。

voidglPointSIze(GLfloat size);

设置固定像素大小,如果没有开启GL_PROGRAM_POINT_SIZE,那么默认用于设置点的大小

OPenGL渲染点的时候,每个点的片元的会执行片元着色器,在本质上都是屏幕上的方形区域,而每个像素都可以使用不同的颜色来着色。OPenGL的片元着色器提供了一种特殊的内置变量来完成,叫gl_PointCoord,其中包含了当前片元在点区域内的坐标信息,它只能在片元着色器中工作,它的值只对点的渲染游戏


线,条带与循环线

OpenGL中的线表示一条线段,一个线可以通过两个顶点来表达,多段线可以使用多个线段链接来表示,首尾闭合的多段线叫循环线,线的宽度可以由glLineWidth()来设置

voidglLineWidth(GLfloat width);

width表示线的宽度,默认值位1.0,它必须是一个大于0.0的值,否则会报错


三角形,条带和扇面

三角形的方式绘制时每个三角形之间都是互相独立的,如果以三角形的方式绘制一个矩形那么需要绘制两个三角形,提供6个顶点。

条带绘制需要4个顶点,前三个顶点构成第一个三角形,后继的顶点将与之前三角形的后两个顶点一起构成新的三角形。

扇面绘制的时候,第一个顶点会作为一个共享点存在,它作为每一个后继三角形的组成部分,之后的每两个顶点都会与这个共享点组成新的三角形。


绘制方式和OpenGL枚举对应关系

图元类型

OpenGL枚举量

GL_POINTS

线

GL_LINES

条带线

GL_LINE_STRIP

循环线

GL_LINE_LOOP

独立三角形

GL_TRIANGLES

三角形条带

GL_TRIANGLE_STRIP

三角形扇面

GL_TRIANGLE_FAN

 

绘制方式实例

先构建一个顶点数组

float points[] = {

-0.6f, 0.2f, 1.0f, 0.0f, 1.0f,

-0.6f, -0.2f, 1.0f, 1.0f, 1.0f,

-0.2f, 0.2f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,

-0.2f, -0.2f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,

0.2f, 0.2f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,

0.2f, -0.2f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,

};

在空间中的分布位置及顺序

 OpenGL绘制方式详解

点绘制

设置点的大小

glPointSize(5);

glDrawArrays(GL_POINTS, 0, 6);

效果

OpenGL绘制方式详解

线段绘制

设置线段的宽

glLineWidth(10);

glDrawArrays(GL_LINES, 0, 6);

效果 

OpenGL绘制方式详解

多线段绘制

glDrawArrays(GL_LINES, 0, 6);

效果

 OpenGL绘制方式详解

循环线绘制

glDrawArrays(GL_LINE_LOOP, 0, 6);

效果

 OpenGL绘制方式详解

独立三角形绘制

一共六个顶点,相当于绘制了两个三角形

glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6);

效果 

 OpenGL绘制方式详解

三角形条带绘制

绘制了六个三角形,组成了一个矩形

 OpenGL绘制方式详解

绘制

glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP0, 6);

效果

 OpenGL绘制方式详解

 

三角扇面绘制

以第一个点为共享点,和后续的点组成三角形。

重新构建顶点数组

float points[] = {

0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,

0.4f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,

0.346f, 0.2f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,

0.2f, 0.346f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,

0.0f, 0.4f, 1.0f, 0.0f, 1.0f,

-0.2f, 0.346f, 1.0f, 1.0f, 1.0f,

};

在空间中的分布位置及顺序

 OpenGL绘制方式详解

绘制

glDrawArrays(GL_TRIANGLE_FAN, 0, 6);

效果

 OpenGL绘制方式详解

 

多边形渲染模式

可以将多边形渲染为点集,轮廓线或填充。

可以调用glPolygonMode()函数进行设置

voidglPolygonMode(GLenum face, GLenum mode);

参数:face必须设为GL_FRONT_AND_BACK

mode 可以设置为GL_POINT,GL_LINE,GL_FILL,分别对应点集,轮廓线,填充

以上面的扇形为例

点集效果

glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK ,GL_POINT);

 OpenGL绘制方式详解

轮廓线效果

glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);

 OpenGL绘制方式详解

填充效果

glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);

 OpenGL绘制方式详解

 

参见:《OpenGL编程指南》第八版第3章