OpenGL超级宝典笔记——画三角形（转）

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学习了画线的知识，我们可以使用GL_LINE_LOOP来画闭合的多边形。但是使用这种方式画出来的只有线框，多边形没有填充颜色。OpenGL支持绘制实心的多边形，并使用当前的颜色进行填充。

三角形

简单的三角形，需要指定三个顶点。

   1: glBegin(GL_TRIANGLES);

   2:     glVertex2f(0.0f, 0.0f);            // V0

   3:     glVertex2f(25.0f, 25.0f);          // V1

   4:     glVertex2f(50.0f, 0.0f);           // V2

   5:     glVertex2f(-50.0f, 0.0f);          // V3

   6:     glVertex2f(-75.0f, 50.0f);         // V4

   7:     glVertex2f(-25.0f, 0.0f);          // V5

   8: glEnd();

   9: 

这两个三角形会使用当前的颜色进行填充。

多边形的环绕

按照顶点指定的顺序和方向组合称为环绕。上图的两个多边形是顺时针环绕的。我们可以通过改变顶点的顺序，从而改变环绕方向。我们把v4和v5的顺序调换过来，则这个三角形的环绕方向为逆时针了。

OpenGL默认是逆时针环绕方向为正方向，即逆时针环绕的三角形为正面。上图左边的三角形，显示的是正面，而右边的显示的是反面。我们也可以通过函数glFrontFace(GL_CW);来告诉OpenGL顺时针环绕的多边形是正面。环绕方向是多边形一个非常有用的性质，可以用于消除不必要的面。

三角形带

我们可以绘制多个三角形连起来形成多个面或者多边形。使用GL_TRIANGLE_STRIP图元，可以绘制一串相连的多边形，来节省大量的时间。

由上图可以看到，多边形的边的绘制顺序并不是完全按照我们指定的顶点顺序的。而是按照OpenGL指定的顺序逆时针方向绘制的。

使用三角形带而不是分别指定每个三角形的顶点的优势有两个：

1. 用前面三个顶点指定一个三角形后，只需再指定一个顶点就能画出第二个三角形。要绘制大量的三角形时，这种方法可以节省大量的代码以及数据存储空间
2. 运算性能的提高和带宽的节省。更少的顶点，从内存传输的显卡的时间更快，以及参与变换的顶点更少。

三角形扇

除了三角形带之外，我们还可以通过GL_TRIANGLE_FAN图元，创建一组围绕一个中心点的三角形扇。通过制定5个顶点我们就可以绘制3个三角形来形成三角形扇。用3个顶点指定一个三角形后，后续的顶点Vn与原点V0以及前面的一个顶点Vn-1形成一个三角形。

创建实心物体

   1: static void RenderScene()

   2: {

   3:   //清除颜色缓冲区和深度缓冲区

   4:     glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

   5: 

   6:     GLfloat x, y, z, angle;

   7:   //用于颜色判断

   8:   bool color;

   9:     glColor3f(1.0f, 1.0f, 0.0f);

  10:   //是否开启深度缓冲

  11:   if (bDepth)

  12:   {

  13:     glEnable(GL_DEPTH_TEST);

  14:   }

  15:   else

  16:   {

  17:     glDisable(GL_DEPTH_TEST);

  18:   }

  19:   //是否开启隐藏面消除

  20:   if (bCull)

  21:   {

  22:     glEnable(GL_CULL_FACE);

  23:   }

  24:   else

  25:   {

  26:     glDisable(GL_CULL_FACE);

  27:   }

  28:   //开启线框模式 

  29:   if (bOutLine)

  30:   {

  31:     glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE) ;

  32:   }

  33:   else

  34:   {

  35:     glPolygonMode(GL_BACK, GL_FILL);

  36:   }

  37:

  38: 

  39:   glPushMatrix();

  40:   glRotatef(xRot, 1.0f, 0.0f, 0.0f);

  41:   glRotatef(yRot, 0.0f, 1.0f, 0.0f);

  42:   //画椎体

  43:   glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);

  44:     glVertex3f(0.0f, 0.0f, 70.0f);

  45: 

  46:     for (angle = 0.0f; angle <= (2 * GL_PI); angle += (GL_PI  / 8))

  47:     {

  48:           x = 50.0f * sin(angle);

  49:           y = 50.0f * cos(angle);

  50:           color = !color;

  51:

  52:       glVertex3f(x, y, 0.0f);

  53:           if(color)

  54:               glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);

  55:           else

  56:               glColor3f(0.0f, 1.0f, 1.0f);

  57:     }

  58:   glEnd();

  59:   //画椎体的底面

  60:     glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);

  61:       glVertex2f(0.0f, 0.0f);

  62: 

  63:       for (angle = 0.0f; angle <= (2 * GL_PI); angle += (GL_PI  / 8))

  64:       {

  65:           x = 50.0f * sin(angle);

  66:           y = 50.0f * cos(angle);

  67:           color = !color;

  68:

  69:           glVertex2f(x, y);

  70: 

  71:           if(color)

  72:               glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);

  73:           else

  74:               glColor3f(0.0f, 1.0f, 1.0f);

  75:       }

  76:     glEnd();

  77: 

  78:   glPopMatrix();

  79:     glutSwapBuffers();

  80: }

  81: 

  82: static void SetupRC()

  83: {

  84:     glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);

  85:   //设置环绕方向

  86:     glEnable(GL_CW);

  87:   //设置填充模式

  88:     glShadeModel(GL_FLAT);

  89:   //设置要消除的隐藏面，这里设置为反面

  90:   glCullFace(GL_BACK);

  91: }

使用红青相间的方式来绘制一个锥体。

设置多边形的颜色

多边形的填充模式有两种一种是单调着色GL_FLAT,一种平滑着色GL_SMOOTH。

通过glShadeMode(GL_FLAT);和glShadeMode(GL_SMOOTH);来设置。单调着色以三角形的最后一个顶点的颜色来填充三角形。平滑着色则是用三个顶点的颜色值进行内插值运算，来填充三角形的颜色。

平滑着色效果如下：

隐藏面消除

如果没有使用深度缓冲区，来进行深度测试。上面的椎体如何旋转（通过方向键可以旋转），都是把底面显示了出来。因为底面我们是在后面画的，最后一个绘制的物体出现在之前绘制的物体的前面。如果开启了深度测试来解决问题。

深度测试：当一个像素被绘制时，它将被设置一个值（z值），以表示它和观测者的距离。以后当这个位置要绘制新像素时，新像素的z值就会和旧像素的z值进行比较。如果新像素z值更高，则更靠近观察者，则应该被绘制，反之被忽略。

启用深度测试只须调用glEnable(GL_DEPTH_TEST);每次场景被渲染之前，应该清楚深度缓冲区，与清楚颜色缓冲区类似。

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

在程序用使用右键点击，弹出菜单，深度测试来切换深度测试。在绘制3D实体时，深度测试往往是必须的。

剔除

虽然启用深度测试，可以消除隐藏面。但很多时候，我们清楚那些面是不需要绘制，应该被剔除的。例如：多边形的背面不应该被显示。如果我们告知OpenGL这个图形面不需要被绘制，就不会把这个图形发送给OpenGL驱动程序和硬件，可以提高性能。

启用剔除面的功能。

//指定顺时针环绕的面为正面

glFrontFace(GL_CW);

//开启剔除面，剔除背面。

glEnable(GL_CULL_FACE);

锥体的底面面向锥体内部的是正面。要改变底面的正面，可以再绘制底面时设置glFrontFace(GL_CCW);

多边形模式

多边形我们可以指定它的模式，要填充还是只画线框或者只画顶点。

通过glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE) ;设置多边形的背面只画线。

通过glPolygonMode(GL_BACK, GL_FILL) ;设置多边形的背面为实体。

通过glPolygonMode(GL_BACK, GL_POINT) ;设置多边形的背面只画点。

源代码：https://github.com/sweetdark/openglex/tree/master/triangle