Подпрограмма glutInitWindowPosition(int х, int у) определяет местоположение левого верхнего угла создаваемого окна на экране монитора.
Подпрограмма glutInitWindowSize(int width, int size) определяет размер создаваемого окна в пикселях.
Подпрограмма int glutCreateWindow(char *string) создает окно с контекстомOpenGL. Эта подпрограмма возвращает уникальный идентификатор для нового окна. Имейте в виду: до тех пор, пока вызывается подпрограмма glutMainLoopO, это окно еще не отображается на экране.
2.3.3 Функция обратного вызова отображения
Подпрограмма gIutDisplayFunc(void (*/«nc)(void)) представляет собой первую и наиболее важную функцию обратного вызова по событию, с которой вам предстоит столкнуться. Всякий раз, когда библиотека GLUT определяет, что содержимое данного окна должно быть восстановлено, выполняется функция обратного вызова, зарегистрированная подпрограммой glutDisplayFunc(). Поэтому вы должны поместить все подпрограммы, которые необходимы для перерисовки сцены, в данную функцию обратного вызова отображения.
Если ваша программа изменяет содержимое окна, то иногда вы должны будете вызывать подпрограмму glutPostRedisplay(void), которая вынуждает подпрограмму glutMainLoopO вызывать зарегистрированную функцию обратного вызова отображения при следующем удобном случае.
Самое последнее, что вы должны сделать, это вызвать подпрограмму glutMainLoop(void). При этом отображаются все окна, которые были созданы, и в этих окнах теперь работает визуализация. Начинается обработка событий, и вызывается зарегистрированная функция обратного вызова отображения. Войдя однажды в этот цикл, из него не выходят никогда!
Пример 2 демонстрирует, как можно было бы воспользоваться инструментарием GLUT, чтобы создать простую программу, показанную ранее в примере 1. Обратите внимание на реструктурирование программного кода. Для того чтобы сделать эффективность программы максимальной, все операции, которые должны вызываться однократно (установка цвета фона и системы координат), теперь включены в состав процедуры, названной init(). Операции, необходимые для визуализации (и, возможно, для повторной визуализации) сцены, включены в состав процедуры display(), которая представляет собой зарегистрированную функцию обратного вызова отображения библиотеки GLUT.
Пример 2 Простая программа OpenGL, использующая инструментарий GLUT: hello.c
#include <GL/glut.h> #include <stdlib.h>
void display(void)
/* Очистить все пиксели */
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
/* нарисовать белый многоугольник (прямоугольник) с углами,
расположенными в точках с координатами (0.25, 0.25, 0.0)
и (0.75, 0.75, 0.0)*/
glColor3f(1.0, 1.0, 1.0); glBegin(GL_POLYGON);
glVertex3f(0.25, 0.25, 0.0);
glVertex3f(0.75, 0.25, 0.0);
glVertex3f(0.75, 0.75, 0.0);
glVertex3f(0.25, 0.75, 0.0);glEnd() ;
/* He ждать! Запустить обработку буферизированных
* подпрограмм OpenGL*/
glFlushO ; }
void init(void) {
/* Выбрать цвет очистки (цвет фона) */
glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
/* Инициализировать просматриваемые значения */
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadldentity();
glOrtho(0.0, 1.0, 0.0, 1.0, -1.0, 1.0); } /*
Объявить начальный размер окна, его положение на экране и режим отображения (одинарная буферизация и режим RGBA).
Открыть окно со словом "hello" в строке заголовка. Вызвать подпрограммы инициализации. Зарегистрировать функцию обратного вызова для отображения графики. Войти в основной цикл и обрабатывать события.*/
int main(int argc, char** argv) {
glutInit(Sargc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
glutInitWindowSize(250, 250);
glutInitWindowPosition(100, 100);
glutCreateWindow("hello");
init();
glutDisplayFunc(display);
glutMainLoop();
return 0; /* ЯзыкпрограммированияС, согласно ISO, требует, чтобыфункция main возвращалазначениетипа int. */ }
2.3.4 Обработка событий ввода данных пользователем
Для того чтобы зарегистрировать обратный вызов команд, которые вызываются в том случае, когда происходят указанные события, можно воспользоваться следующими подпрограммами.
Подпрограмма glutReshapeFunc(void (*func)(int w, int h)) указывает на то, какое именно действие должно быть выполнено при изменении размера окна.
Подпрограммы glutKeyboardFunc(void (*/«wc)(unsigned char key, int x, int у)) иglutMouseFunc (void (*func)(int button, int state, int x, int у)) позволяют связывать определенную клавишу клавиатуры или кнопку мыши с подпрограммой, которая вызывается, когда данная клавиша или кнопка мыши нажимается или отпускается пользователем.
Подпрограмма glutMotionFunc(void (*func)(int x, int у)) регистрирует некоторую подпрограмму для обратного вызова при перемещении мыши с нажатой кнопкой.
2.3.5 Управление фоновым процессом
Можно определить некоторую функцию, которая должна быть выполнена с помощью подпрограммы glutIdleFunc(void (*/«nc)(void)) в том случае, если не ожидаются
никакие другие события, например, когда цикл обработки событий в противном случае перешел бы в состояние простоя. Эта подпрограмма в качестве своего единственного параметра принимает указатель на данную функцию. Для того чтобы отключить выполнение этой функции, передайте ей значение NULL (нуль).
2.3.6 Рисование трехмерных объектов
Библиотека GLUT включает в себя несколько подпрограмм для рисования перечисленных ниже трехмерных объектов:
| Конус | Икосаэдр | Чайник |
| Куб | Октаэдр | Тетраэдр |
| Додекаэдр | Сфера | Тор |
Вы можете нарисовать эти объекты в виде каркасных моделей или в виде сплошных закрашенных объектов с определенными нормалями к поверхностям. Например, подпрограммы для куба и сферы имеют следующий синтаксис:
void glutWireCube(GLdouble size);
void glutSolidCube(GLdouble size);
void glutWireSphere(GLdouble radius, GLint slices, GLint stacks);
void glutSolidSphere(GLdouble radius, GLint slices, GLint stacks);
Все эти модели рисуются центрированными относительно начала мировой системы координат.
Одна из наиболее захватывающих вещей, которую вы можете сделать в области компьютерной графики, — это рисование движущихся изображений. Вне зависимости от того, являетесь ли вы инженером, пытающимся увидеть все стороны разрабатываемого механического узла, пилотом, изучающим с использованием моделирования процесс пилотирования самолета, или же просто страстным любителем компьютерных игр, очевидно, что анимация является важной составной частью компьютерной графики.
В кинотеатре иллюзия движения достигается за счет использования последовательности изображений и проецирования их на экран с частотой 24 кадра в секунду. Каждый кадр последовательно перемещается в положение позади объектива, затвор открывается, и данный кадр отображается на экране. Затвор на мгновение закрывается, в то время как пленка протягивается к следующему кадру, затем на экране отображается этот следующий кадр, и так далее. Хотя каждую секунду вы наблюдаете на экране 24 различные кадра, ваш мозг смешивает все эти кадры в "непрерывную" анимацию. (Старые фильмы Чарли Чаплина снимались с частотой 16 кадров в секунду и при воспроизведении фигуры двигались заметными резкими толчками.) Экран в компьютерной графике обычно обновляется (перерисовывает изображение) приблизительно от 60 до 76 раз в секунду, а иногда прикладные программы обеспечивают даже приблизительно 120 обновлений в секунду. Очевидно, что анимация с частотой 60 кадров в секунду выглядит более "гладкой", чем при частоте 30 кадров в секунду, а 120
кадров в секунду заметно лучше, чем 60 кадров в секунду. Однако частоты регенерации, превышающие 120 кадров в секунду, могут быть за пределами точки уменьшения повторного появления, в зависимости от пределов восприятия.
Основная причина того, что технология проецирования кинофильма работает, заключается в том, что каждый кадр является законченным в момент его отображения на экране. Предположим, что вы пытаетесь сделать компьютерную анимацию из своего кинофильма, состоящего из одного миллиона кадров, с помощью программы, подобной приведенному ниже фрагменту псевдокода:
открытьокно();
for (i = 0; i < 1000000; i++) {
очистить окно();
нарисовать_кадр (i) ;
подождать_пока_не_закончится_интервал_в_1_24__долю_секунды(); )
Если вы добавите время, которое требуется вашей вычислительной системе для того, чтобы очистить экран и нарисовать типичный кадр, то приведенная выше программа показывает все более тревожащие результаты в зависимости от того, насколько близко подходит время, требуемое ей для очистки экрана и прорисовки кадра к 1/ 24 доле секунды. Предположим, что процедура рисования в этой программе почти полностью занимает 1/24 долю секунды. Элементы, нарисованные в самом начале, видимы в течение полной 1/24 доли секунды и представляют сплошное изображение на экране; элементы, нарисованные в конце рассматриваемого интервала, немедленно очищаются, как только программа запускается для рисования следующего кадра. Они представляют собой в лучшем случае некое подобие призрачного изображения, поскольку большую часть интервала в 1/24 секунды ваш глаз рассматривает очищенный фон вместо тех элементов, которые, к несчастью для них, были нарисованы последними. Проблема в данном случае заключается в том, что приведенная выше программа не отображает полностью нарисованные кадры; вместо этого вы наблюдаете процесс рисования в его развитии.
Большинство реализаций библиотеки OpenGL обеспечивает двойную буферизацию — аппаратную или программную, которая предоставляет два готовых буфера с цветными изображениями. Изображение из одного буфера отображается на экране, в то время как в другом буфере рисуется новое изображение. Когда рисование очередного кадра завершается, эти два буфера меняются местами, и тот буфер, что содержал отображаемое изображение, теперь используется для рисования, и наоборот. Это похоже на работу кинопроектора, пленка в котором содержит всего два кадра и склеена в петлю; в то время как один проецируется на экран, киномеханик отчаянно стирает и перерисовывает невидимый зрителю кадр. Если киномеханик работает достаточно быстро, то зритель не замечает различий между таким "кинопроектором" и реальной системой, в которой все кадры уже нарисованы, и кинопроектор просто отображает их один за другим. При использовании двойной буферизации каждый кадр отображается только тогда, когда его рисование завершено; зритель никогда не увидит частично нарисованного кадра.