OpenGL演示

专栏：Delphi技术 文章编号：977 文章类别： 原创 作者： 品雪 加贴时间：00-6-25 0:10:03 做一个OpenGL控件
关键词：Delphi - OpenGL
　
OpenGL是一个独立于窗口的图形库，而图形最终是在窗口系统里绘制出来的，那么OpenGL的绘图命令是怎么在窗口里生成输出的呢？
这就是各个系统上的OpenGL实现者需要做的工作了。在Windows里是通过wgl库完成的，在X-Windows里是通过glx服务器来完成的，至于这些OpenGL实现具体是怎么工作的，请参考sgi发布的sample implement源码，不过那个代码是用C写的。
在MS-Windows里，wgl库负责将OpenGL的绘制设备RenderContext与GDI的DeviceContext联系起来，使得发到OpenGL的RC里的命令生成的位图能够在GDI DC里绘制出来，你可以把它想象成OpenGL在RC里有一个FrameBuffer，记录着生成的图案，而wgl则负责把FrameBuffer的内容BitBlt到DC上。当然，这并不是它实际的工作方法，如果想了解更多请参考SGI发布的SDK资料或联系MS公司。
为了使GDI DC能够接受OpenGL RC的输出，必须为DC选定特别的像素格式，然后建立RC，再用wglMakeCurrent把当前要使用的RC和DC联系起来。此后我们就可以用OpenGL命令正常工作了。在一个程序里可以创建多个RC和多个DC，程序中的OpenGL命令会发到被wglMakeCurrent指定为当前的那一组合中。
我并不认为这个初始化过程是个很有意思的工作，这个世界上有很多聪明的程序员也这么想，所以他们发明了glaux库和glut库。glaux是在著名的OpenGL Programmer Guide里提出的，这本书是OpenGL编程的官方文档，因为它的封皮是红色的，所以通常简称为RedBook。故名思意，glaux是一套输助库，它使得你无须关心在具体窗口系统里初始化、消息响应的细节，而是使用传统的c/dos程序风格编制OpenGL程序。
　
　
int main(int argc, char** argv)
{ auxInitDisplayMode( AUX_SINGLE|AUX_RGB|AUX_DEPTH16);//使用单缓冲、RGB彩色模式、16位浓度
auxInitPosition(0,0,250,250);
auxInitWindow("Title"//以上两行在(0,0)片建立了一个大小为250X250的窗口，其标题为"Title"。
myinit();//建立OpenGL透视投影环境
auxReshapeFunc(myReshape);//指定窗口大小变化的响应函数
auxMainLoop(display);//指定绘制函数
return 0; }
　
由于glaux是为教学目的开发的，所以实用价值很限，所以又有程序员开发了glut，这套库被广泛使用，它的工作方式与glaux极为类似，但功能完善得多，特别是对交互、全屏等的支持要理想得多，所以许多的OpenGL演示程序使用它，比如SGI网站上提供的多数演示程序都需要使用它。同时这套库已经被移植到多种平台上，所以要是想用简单的方法开发在windows/macos/os2/xwindows等系统上都能使用的程序，那么应该选择这套库。
我并不认为一个Delphi程序员会喜欢glaux或glut，因为那意味着你不能利用Delphi的可视开发能力，另外任何真正实用的Delphi程序想直接在其它操作系统上编译运行好象也不现实，即glut的跨平台能力也没有什么吸引力。我们应该开发一个VCL控件，把初始化工作封装起来。
我认为从TCustomPanel派生一个子类比较方便，让我们称它为TGLPanel吧。初始化过程要在WMCreate里完成，之所以要放在这里是因为这个时候Window Handle已经建立，但还没启用。
在WMCreate中会①调用initDC完成DC调整工作，initDC会以本窗口使用的DC调用PreparePixelFormat，而PixelFormat则真正完成像素格式调整，②然后WMCreate会调用InitGL完成OpenGL透视投影环境的设定，③最后调用OnInit给用户一个调整透视投影环境的机会。
注意，如果要在MDI环境中的子窗体中使用OpenGL，还有些附加工作要做，这就是给窗口类的Params.Style加上WS_CLIPCHILDREN和WS_CLIPSIBLINGS属性，这得在Window Handle建立之前就完成，因此要写在CreateParams里。由于SDI应用并不需要该代码，所以应该定义OnPreInit事件，让用户在需要的时候自己加上，在Create里调用OnPreInit。以下代码定义了OnPreInit，但并没有定义CreateParams，如果需要自己加上吧。
在TGLPanel类中实际所做工作的详细说明（按成员可见性组织）：
私有
1、加入DC/RC/Pal私有变量
2、定义初始化DC/RC的私有方法
保护：
3、加入FOnPaint,FOnResize,FOnInit,FOnPreInit四个事件响应变量。
4、继承/重载虚方法CreateParams,Paint,Resize
5、响应以下消息
WM_CREATE, TWMCreate, WMCreate
WM_DESTROY, TWMDestroy, WMDestroy
WM_PALETTECHANGED, TWMPaletteChanged, WMPaletteChanged
WM_QUERYNEWPALETTE, TWMQueryNewPalette, WMQueryNewPalette
WM_ERASEBKGND, TWMEraseBkgnd, WMEraseBkgnd
公开：
6、定义建构与析构方法
7、定义必要的其它方法以提供各种特性
发布：
8、以下继承来的属性
__property Alignment;
__property Align;
__property DragCursor;
__property DragMode;
__property Enabled;
__property ParentFont;
__property ParentShowHint;
__property PopupMenu;
__property ShowHint;
__property TabOrder;
__property TabStop;
__property Visible;
9、以下继承来的方法
__property OnClick;
__property OnDblClick;
__property OnDragDrop;
__property OnDragOver;
__property OnEndDrag;
__property OnEnter;
__property OnExit;
__property OnMouseDown;
__property OnMouseMove;
__property OnMouseUp;
__property OnStartDrag;
10、加入以下事件
//初始化OpenGL状态
__property TNotifyEvent OnInit = {read=FOnInit,write=FOnInit};
//专用于修改显示BPP模式
__property TNotifyEvent OnPreInit = {read=FOnPreInit,write=FOnPreInit};
11、重载以下事件
__property TNotifyEvent OnResize = {read=FOnResize,write=FOnResize};
__property TNotifyEvent OnPaint = {read=FOnPaint,write=FOnPaint};
12、将消息与其响应函数连接起来（Delphi中这一步是在定义函数时指定的）
源代码
unit GLPanel;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs,
ExtCtrls,OpenGL;
type
TGLPanel = class(TCustomPanel)
private
{ Private declarations }
DC: HDC;
RC: HGLRC;
procedure initDC;
procedure initGL;
procedure PreparePixelFormat(var DC: HDC);
protected
{ Protected declarations }
FOnPaint:TNotifyEvent;
FOnInit:TNotifyEvent;
FOnPreInit:TNotifyEvent;
FOnResize:TNotifyEvent;
procedure Paint;override;
procedure Resize;override;
procedure WMDestroy(var Msg: TWMDestroy);message WM_DESTROY;
procedure WMCreate(var Msg:TWMCreate); message WM_CREATE;
　
public
{ Public declarations }
constructor Create(Owner:TComponent);override;
published
{ Published declarations }
property Alignment;
property Align;
property DragCursor;
property DragMode;
property Enabled;
property ParentFont;
property ParentShowHint;
property PopupMenu;
property ShowHint;
property TabOrder;
property TabStop;
property Visible;
property OnClick;
property OnDblClick;
property OnDragDrop;
property OnDragOver;
property OnEndDrag;
property OnEnter;
property OnExit;
property OnMouseDown;
property OnMouseMove;
property OnMouseUp;
property OnStartDrag;
property OnInit:TNotifyEvent read FOnInit write FOnInit;
property OnPreInit:TNotifyEvent read FOnPreInit write FOnPreInit;
property OnResize:TNotifyEvent read FOnResize write FOnResize;
property OnPaint:TNotifyEvent read FOnPaint write FOnPaint;
end;
procedure Register;
implementation
procedure Register;
begin
RegisterComponents('Samples', [TGLPanel]);
end;
//-------------------------------------
constructor TGLPanel.Create;
begin
inherited;
end;
//-------------------------------------
procedure TGLPanel.WMDestroy(var Msg: TWMDestroy);
begin
wglMakeCurrent(0, 0);
wglDeleteContext(RC);
ReleaseDC(Handle, DC);
end;
//-------------------------------------
procedure TGLPanel.initDC;
begin
DC := GetDC(Handle);
PreparePixelFormat(DC);
end;
//-------------------------------------
procedure TGLPanel.initGL;
begin
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity;
glEnable(GL_LIGHTING);
glEnable(GL_LIGHT0);
glOrtho(-1, 1, -1, 1, -1, 50);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity;
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
//注意下面这一行是为了做练习程序时可以直接用glColor指定材质而加的，
// 可能使得光照或表面材质发生意想不到的变化，
// 如果不需要可以去掉或在程序中用glDisable(GL_COLOR_MATERIAL);关闭
glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
glShadeModel(GL_SMOOTH);
gluLookAt(2, 4, 6, 0, 0, 0, 0, 1, 0);
SwapBuffers(DC);
end;
//-------------------------------------
procedure TGLPanel.PreparePixelFormat(var DC: HDC);
var
PFD : TPixelFormatDescriptor;
ChosenPixelFormat : Integer;
begin
FillChar(PFD, SizeOf(TPixelFormatDescriptor), 0);
with PFD do
begin
nSize := SizeOf(TPixelFormatDescriptor);
nVersion := 1;
dwFlags := PFD_DRAW_TO_WINDOW or
PFD_SUPPORT_OPENGL or
PFD_DOUBLEBUFFER;
iPixelType := PFD_TYPE_RGBA;
cColorBits := 16; // 16位颜色
cDepthBits := 32; // 32位深度缓冲
iLayerType := PFD_MAIN_PLANE;
{ Should be 24, but we must allow for the clunky WKU boxes }
end;
ChosenPixelFormat := ChoosePixelFormat(DC, @PFD);
if ChosenPixelFormat = 0 then
Raise Exception.Create('ChoosePixelFormat failed!');
SetPixelFormat(DC, ChosenPixelFormat, @PFD);
end;
procedure TGLPanel.WMCreate(var Msg:TWMCreate);
begin
//在这里做初始化工作
//修改DC的象素格式，使之支持OpenGL绘制
initDC;
RC := wglCreateContext(DC);
wglMakeCurrent(DC, RC);
//初始化GL绘制系统
initGL;
if Assigned(FOnInit) then
begin
if (wglMakeCurrent(DC,RC)=false) then
ShowMessage('wglMakeCurrent:' + IntToStr(GetLastError));
FOnInit(self);
end;
end;
//-------------------------------------
procedure TGLPanel.Paint;
begin
//TCustomPanel:aint();
if Assigned(FOnPaint) then
begin
wglMakeCurrent(DC,RC);
FOnPaint(self);
SwapBuffers(DC);
end;
end;
//-------------------------------------
procedure TGLPanel.Resize;
begin
inherited;
if Assigned(FOnResize) then
begin
wglMakeCurrent(DC,RC);
glViewport(0,0,ClientWidth,ClientHeight);
FOnResize(self);
end;
end;
end.
以上代码仅用来说明原理及建立一个基本的练习环境，您可以自由使用，转载请注明出处。如果使用从本人主页下载的TGLPanel请遵守内附使用说明的版权申明。如果实际做东西，建议使用Mike Lischke的GLScene控件组(http://www.lischke-online.de/)。
2000.6.23